304不锈钢(gang)管在冷(leng)加工过程中的微观变化

       上几期我(wo)们讲(jiang)到冷(leng)加工（拉伸、冷轧、冷(leng)弯）在一定条件下可使亚稳态304不锈钢(gang)管产生形变诱发马氏体，并且(qie)马氏(shi)体含量随着冷加工变形量的增大而增大。那么(me)，304不锈钢管在(zai)冷加工过程中的微观变化还(hai)有(you)哪些呢？        为进一步验证冷加工可能诱发马氏体相变，利用透射电镜分析304冷加工(gong)前后微观组织变化。冷加(jia)工前(qian)，即变形量为0的(de)304奥氏体不(bu)锈钢的显(xian)微组织及衍射结(jie)果如(ru)图4所示。从其左图中可以看出，此时304不锈钢管中不存在马氏(shi)体组织(zhi)，视野中仅仅发现一些稀薄的位(wei)错线。将右图的衍射(she)结果(guo)对照标准衍射图谱可知 ,该基体(ti)为面心立方晶格(ge)，即奥(ao)氏(shi)体(ti)组织。以拉伸冷加工(gong)为例（如图5）。从其左图中可(ke)以看出，此(ci)时产生了板(ban)条状的马氏体组织，分析前测定(ding)马氏体(ti)相约为10.5%。将右图的衍(yan)射斑点对照标准衍射图谱可知，该基体为体心立方晶(jing)格，为(wei)马(ma)氏体组(zu)织，表明奥氏体中产生了(le)马氏(shi)体相。        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织结构发生变(bian)化。图6 为304不锈钢制品管(guan)经不同程度拉伸后的金相显微组织。可(ke)见，随(sui)变形量的增加，金属晶粒沿着变形方向被拉(la)长，由多面体变为扁平形(xing)或长条形，当变形量(liang)较大(da)时(shi)，如图(c)所示，晶粒逐渐被拉长成纤维状。

       同时资料表明，在冷加工中(zhong)随变形量的增加(jia) ,各晶粒的滑移方向都(dou)要向主变形方向转动，逐渐使多晶体中原来位向互不相同的诸晶(jing)体在空间上呈现大(da)致相同的取向。此外，图(b)是304在- 70 ℃下拉伸20 %后金相显微组织图。由图可见，部分原奥氏体组织转(zhuan)变成了板(ban)条状马氏体组织(zhi)，由于304的碳含量为(wei)0.06 % ,在0.3 %以下，因(yin)而(er)形成的马氏体组织基本上是由许(xu)多相互平行的板条组成一个板条束而构成的。        其(qi)次，位错(cuo)密度也与冷加工有关(guan)。我们以拉伸为例来说明冷加工(gong)对(dui)304不锈钢管位错密(mi)度的影响。图7是(shi)AISI304不锈钢在180℃条件下经不同程度(du)拉伸后的薄膜(mo)透射(she)电镜组织。从上述图中(zhong)可以看(kan)出，随着变形量的(de)增加，304位(wei)错密度逐渐(jian)增大(da)。图(a)中材料未发生拉伸变形，此时位错线依稀(xi)可见,随着变形量的增加 ,位错线(xian)出现缠结(jie)。当变形(xing)量为20 %时 ,如图(f)所示(shi)，晶粒内部明显出现许多位错胞，胞壁上有大量位错(cuo)，形成了以其分割(ge)的变(bian)形亚晶或变形胞。可见，外加应力对位错(cuo)缺陷的产生起到(dao)了促进作用。        此外(wai)，冷加工对位错产生了巨大的影响。首先，加工硬化晶体中的位错密度大大增加。在良好退火的(de)晶体中，位错密度大约为10个(ge)每平方厘米，而强烈(lie)冷作硬化的晶体中的位错密度可达1011~1012个每平方厘米之多。其次，位错的分布情况也发生了(le)很大变化。在非加(jia)工硬化(hua)状态，位错形成了很好看的网络。网络的网眼尺寸通(tong)常是几微(wei)米，由于位错有线张力，每一(yi)线段都呈直线状。冷加工后的(de)晶体(ti)的位错组织，以面(mian)心立(li)方金(jin)属为例，位错(cuo)的排列按照堆垛(duo)层错能的大小而不同。

       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(xiu)钢焊管产生马氏体相变外，还会使304晶粒沿着变形方向被拉长(zhang)，当变形量较大(da)是(shi)，晶体在空间上呈现(xian)大致相同的(de)取向。另(ling)外，304不锈钢管的位错密度会随着冷加工变形(xing)量的增加而增大。