304不锈钢形变诱导马氏体相变的影响因素分析_杨建国

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1、第33卷第12期焊接学报Vol．33No．122012年12月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTIONDecember2012304不锈钢形变诱导马氏体相变的影响因素分析1，21，31111杨建国，陈双建，黄楠，方坤，苑世剑，刘刚(1．哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室，哈尔滨150001;2．浙江工业大学化工机械设计研究所，杭州310032;3．中国科学研究院上海应用物理研究所，上海201800)摘要:使用室温拉伸和高温拉伸实现了304奥氏体不锈钢不同

2、应变率及不同温度下的拉伸塑性变形，使用铁素体测量仪、XRD等分析手段测试了不同应变率、不同组织状况及不同温度下的形变诱导马氏体转变量．结果表明，形变诱导马氏体的转变量与应变率、组织均匀度及变形温度三种因素有关，室温形变时，随着塑性变形率的增加，马氏体转变量逐渐上升;对于室温下周向变形率为30%的内高压成形环焊缝拼焊管而言，母材、热影响区和焊缝处的马氏体转变量依次呈上升趋势，组织均匀性越差，马氏体的转变量越高;高温拉伸时，随着环境温度的上升，马氏体的转变量呈下降趋势，在275℃时，马氏体的转变量趋近为0

3、．关键词:形变诱导马氏体相变;应变率;组织均匀性;温度;影响因素中图分类号:TG113．12文献标识码:A文章编号:0253－360X(2012)12－0089－04杨建国0序言鉴于形变诱导马氏体以上的影响，在探讨不同因素对于304不锈钢形变诱导马氏体转变影响的基304奥氏体不锈钢因其独特的耐腐蚀和良好的础上，对内高压成形拼焊管不同位置马氏体转变规焊接性在现代工业生产中得到了广泛的应用［1］．由律进行了研究，研究结果对于304产品内高压成形工艺优化具有重要的意义．于固溶处理后304不锈钢组织为过饱和的

4、亚稳态奥氏体，在发生较大程度塑性变形时，容易出现形变诱导马氏体相变．对于产品加工而言，形变诱导马氏1试验方法体的出现易导致产品形变硬化现象的加剧，造成产1．1焊接工艺品塑变能力下降以及制备过程中的开裂，且在产品304奥氏体不锈钢管和钢板由太原钢铁不锈钢后期服役使用时也易出现延迟开裂以及应力腐蚀状［1，2］股份有限公司生产，壁厚3mm．化学成分见表1．况．因此对影响该材料形变诱导马氏体相变的因素进行研究，将有助于提高304不锈钢产品塑性表1304不锈钢板的化学成分(质量分数，%)加工的成形能力及抗开裂、

5、抗腐蚀性能．Table1Chemicalcompositionsofbasemetal目前关于304不锈钢形变诱导马氏体相变的研［3］CMnSiSPCrNiFe究很多，Arpan等人发现304不锈钢塑性变形过0．041．320．480．0010．04218．118．10余量程中马氏体转变量随着应变率的增加而降低，对于弯曲试样不同部位形变诱导马氏体相变量进行了测采用TIG焊方法，焊前对管材进行100～150℃量，发现马氏体转变量在弯曲试样外侧相较于内侧［5］［4］预热．由于该材料导热系数低，线膨胀系数大

6、，且较多;Lippold等人对304不锈钢形变前后的耐腐所对焊的管材厚度较小，因此宜采用较低的焊接热蚀性能进行了研究，相较于形变前发现形变后的材输入进行焊接．焊接接头形式为不开坡口对接，单料在腐蚀时，晶界处的马氏体组织易于优先腐蚀，且道焊接，不填丝，焊接工艺参数见表2．在腐蚀介质存在时，易于发生晶间腐蚀现象，整体抗1．2拼焊管内高压成形试验腐蚀性能由于发生形变诱导马氏体相变而降低．环焊缝拼焊管的内高压成形试验是为了分析组织不均匀性对形变诱导马氏体的影响，试验在哈尔收稿日期:2012－09－05滨液力成

7、形工程研究中心最大内压400MPa的数控90焊接学报第33卷表2不填丝TIG焊接工艺参数素体测量仪，对塑性变形后不同应变条件和温度条Table2WeldingparametersofautogeneousTIGprocess件下的马氏体转变量进行测定．该设备测量精确度电弧电压焊接电流焊接速度保护气体流量误差可以达到最高±2%，而且测量探头面积在1～U/VI/Av/(mm·min－1)q/(L·min－1)22mm，可实现小面积内的铁磁相含量测试．满足热23～26130～14018012～15影响区和焊

8、缝等狭小范围内的测量要求．液力内高压成形机上进行．内高压成形后拼焊管试2试验结果与讨论件尺寸如图1所示，壁厚2．4mm．2．1组织不均匀性对形变诱导马氏体相变的影响形变诱导马氏体相变是当304奥氏体不锈钢在高于马氏体自发转变温度Ms点，低于两相自由能平衡点温度T0的温度范围内，在外界载荷作用下发生变形时，机械能将补偿部分马氏体转变所需要的形核驱动力，从而导致的马氏体组织的形成．因此图1内高压成形后环焊缝拼焊管试件外加驱动力越大，马氏体转变量越多．Fig.