高铝304奥氏体不锈钢温轧态的性能研究

doi:10.11901/1005.3093.2016.310

材料研究学报

2017, Vol. 31

Issue (3): 175-181 DOI: 10.11901/1005.3093.2016.310

研究论文

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高铝304奥氏体不锈钢温轧态的性能研究

郭鑫,喇培清(

),李恒,卢学峰,魏玉鹏

1 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州 730050
2 兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室兰州 730050

Properties of Warm-rolled High Al Containing 304 Austenite Stainless Steel

Xin GUO,Peiqing LA,Heng LI,Xuefeng LU,Yupeng WEI

1 State Key Laboratory of Advanced Processing and Recycling of Nonferrous Metals, LanzhouUniversity of Technology, Lanzhou 730050, China
2 Key Laboratory of Nonferrous Metal Alloys and Processing, Ministry of Education, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China

引用本文:

郭鑫,喇培清,李恒,卢学峰,魏玉鹏. 高铝304奥氏体不锈钢温轧态的性能研究[J]. 材料研究学报, 2017, 31(3): 175-181.
Xin GUO, Peiqing LA, Heng LI, Xuefeng LU, Yupeng WEI. Properties of Warm-rolled High Al Containing 304 Austenite Stainless Steel[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2017, 31(3): 175-181.

全文: PDF(1360 KB) HTML

摘要:

对高铝304奥氏体不锈钢进行了温轧固溶处理,利用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)分别分析合金的表面形貌、相组成及表面成分,并对其力学性能进行测试分析。结果表明,高铝合金组织中,黑色铁素体相呈现条状、短杆状及部分颗粒状分布在白色奥氏体基体上,组织分布有方向性;大部分Al元素固溶在基体中,伴有AlN等黑色相析出;随轧制温度增加,硬度和耐腐蚀性逐渐升高,伸长率达47%左右;高铝合金变形能力大幅度提高,1%Al (质量分数,下同)合金的抗拉强度可达766 MPa;合金的断口均是由大韧窝(5~15 μm)和细小韧窝(≤5 μm)构成,不同轧制温度下合金的断裂形式相似,都属韧性断裂;相同轧制温度下1.5%Al不锈钢的耐腐蚀性较好。

关键词 ：金属材料, 温轧态, 拉伸变形, 耐腐蚀性能, 304奥氏体不锈钢

Abstract：

304 stainless steels with different Al content were warm-rolled and subsequently solution-treated. The microstructure, phase constituent and composition of the alloys were characterized by means of OM, XRD and EPMA. The results show that black ferrite phase with shapes as strips, short rod and some granular-like distribute throughout the white austenite matrix;The majority of Al dissolves in the matrix,while there exist precipitates of AlN and other black-phases. The hardness and corrosion resistance of the steels increase gradually with the increasing rolling temperature, and their break elongation reaches about 47%. The deformation capacity of the steels is greatly improved and the tensile strength of the steel with 1% (mass fraction)Al achieves to 766 MPa. The fracture surfaces exhibit large and small dimples with size of 5~15 μm and ≤5 μm, respectively. The fracture models are similar and belong to ductile fracture. By the same rolling temperature the steel with 1.5% Al has better corrosion resistance performance.

Key words： metallic materials warm-rolled tensile deformation corrosion resistance 304 stainless steels

收稿日期: 2016-06-03

基金资助:国家自然科学基金(51561020)

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表1 实验材料的化学成分

图1 不同轧制温度下铝含量为1%的304不锈钢的显微组织

图2 不同轧制温度下铝含量为1.5%的304不锈钢的显微组织和XRD图谱

图3 304不锈钢温轧板的电子探针分析及元素分布

表2 含1.5%Al的304不锈钢不同轧制温度下的铁素体含量和平均晶粒尺寸

表3 含1%Al的304不锈钢不同轧制温度下的铁素体含量和平均晶粒尺寸

图4 不同轧制温度下304不锈钢的硬度和伸长率

图5 不同轧制温度304不锈钢的应力应变曲线和力学性能(a)应力-应变曲线;(b)屈服强度和抗拉强度

图6 不同轧制温度304不锈钢拉伸断口形貌

图7 不同轧制温度下304不锈钢温轧态的耐晶间腐蚀速率

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