上几(ji)期我们讲到冷加工(gong)(拉伸、冷轧、冷弯)在一定条件下可使亚稳态
304不锈钢管产生形变诱(you)发马(ma)氏体,并且马氏体含量随着冷加工变形量的增(zeng)大而增大。那么,304不锈钢管在冷加工(gong)过程中(zhong)的微观变(bian)化还(hai)有哪些呢?
为进一步验证冷加工可能诱发马氏体相变,利用透射电(dian)镜分析304冷(leng)加工前后微观组织(zhi)变化。冷加工前,即(ji)变形(xing)量为0的304奥氏体不(bu)锈钢的显微组织及(ji)衍射结果如图4所示。从(cong)其左图中可以看出,此时304不锈钢管中不存在马氏体组织,视野中仅(jin)仅发现一些稀薄的位错(cuo)线(xian)。将右(you)图的(de)衍射结果对照标准衍射图(tu)谱可知 ,该基(ji)体为面心立方晶格,即奥氏(shi)体组织。以拉伸冷加工为(wei)例(如图(tu)5)。从其左图中可以(yi)看出,此时产生了板条状的(de)马氏体组织,分析前(qian)测定马氏体相约为10.5%。将(jiang)右图的衍射斑点对照标准衍射图谱可知,该基体为体心立方晶格,为马(ma)氏体组织,表明奥氏体中产生(sheng)了马氏体(ti)相。
冷加工不但可以改变金属的外(wai)形和尺寸,而且能够使金属内部组(zu)织结构发生变化(hua)。图6 为304不锈钢制品管经不同程度(du)拉伸后的金相显微组织(zhi)。可见,随变形量的增(zeng)加(jia),金(jin)属晶(jing)粒沿着(zhe)变形方向被拉长,由多面体变为扁平形(xing)或长(zhang)条形,当变形量较大时,如图(c)所示,晶粒(li)逐渐被拉长成纤维状。
同时资料表明,在冷加工中随变形量的增(zeng)加 ,各(ge)晶粒的滑移方向都要向主变形方向转动,逐渐(jian)使多晶体中原来(lai)位向互不相同的诸晶体在空间(jian)上呈现大致相同的取向。此外,图(b)是304在- 70 ℃下拉伸(shen)20 %后金相显微组织图。由图(tu)可见(jian),部分原(yuan)奥氏体(ti)组织转变成了板条状马氏体组织,由于304的碳含量为0.06 % ,在(zai)0.3 %以下,因而形成的马氏体组织基本上是由许多相互平行的板条组成一个板条束而构成的。
其次,位错密度也(ye)与冷加工(gong)有关。我们以拉伸为例来说明冷加工(gong)对304不(bu)锈钢管位错密度的影响(xiang)。图7是AISI304不锈钢在180℃条件下经不同程度拉伸后的薄膜透射电(dian)镜组织。从上述图中可以看出,随着变形量的增加,304位错密度(du)逐(zhu)渐增(zeng)大。图(tu)(a)中材料未发生拉伸变形,此时位错线依稀可见,随着变形量的增加 ,位错线出(chu)现缠结。当变形量为20 %时 ,如图(f)所示,晶粒内部明显出现许多位错(cuo)胞,胞壁上有大量位错,形成了以其分割的变形亚晶或变形(xing)胞(bao)。可见,外(wai)加应力对位错缺陷的产生起到了促进作用。
此外,冷加工对位错产生了巨大的影响。首先,加工硬(ying)化(hua)晶体中的位错密度大大增加。在(zai)良好退火(huo)的晶体中,位错密度大约为(wei)10个每平方厘米,而强(qiang)烈冷(leng)作硬化的晶体中的位错密度可达1011~1012个每平方(fang)厘米(mi)之多。其次,位错(cuo)的分布情况也(ye)发生了很大(da)变化。在非加工(gong)硬化状态,位错形(xing)成了很好看的网络。网络的(de)网眼尺寸通常是(shi)几微米,由于位错有线张力,每一线段都呈(cheng)直线状。冷加工后的晶体的(de)位错组织,以(yi)面心立方(fang)金属为例,位错的(de)排列按照堆垛层错(cuo)能的大(da)小而不同。
以上就是304不锈钢管在冷加工过程中的(de)微观变化。冷加工除了会使不锈钢焊管产生马氏体相变外(wai),还会使304晶(jing)粒沿着变形方向(xiang)被拉长,当变(bian)形量(liang)较大是(shi),晶体在空间上(shang)呈现大致相同的取向。另外,304不锈钢管的位错密度会随着冷加工(gong)变形量的增(zeng)加而增大。