不锈钢专刊2018-2019

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本辑不锈钢虚拟专刊共收录了2018年和2019年《金属学报》发表的19篇文章,文章内容涵盖不锈钢的制备技术、组织和性能及其发展现状,基本反映了我国不锈钢研究领域的主要成果。欢迎阅读、引用和转发!

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1. 含N量对Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的析出行为及力学性能的影响
秦凤明, 李亚杰, 赵晓东, 何文武, 陈慧琴
金属学报    2018, 54 (1): 55-64.   doi:10.11900/0412.1961.2017.00291
录用日期: 2017-10-31

摘要68)   HTML0)    PDF (1226KB)(581)   

采用JmatPro软件、OM、SEM和TEM等方法研究了不同含N量的Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的析出行为及其对力学性能的影响。结果表明:析出物主要为六方结构的Cr2N和少量M23C6,其中氮化物Cr2N优先沿着晶界析出,随后以不连续胞状方式向奥氏体晶粒内部生长。随着N含量的增加,Cr2N氮化物的析出变得更加敏感,当N含量为0.7%时,Cr2N氮化物的最敏感析出温度为750 ℃,孕育期仅为10 min;而碳化物M23C6主要以颗粒状形式形成在奥氏体晶界上,与相邻的奥氏体晶粒保持相同的位向关系。力学性能测试结果表明,Cr2N氮化物的析出对Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的强度有较小的影响,但对于塑性却有强烈的恶化作用。时效后Cr2N的析出导致伸长率和断面收缩率明显降低,伸长率从52.9%降低到27.7%,断裂模式也随着Cr2N氮化物数量的增加从韧性断裂转变为脆性的沿晶断裂和穿晶断裂。TEM分析表明,固溶态试样在拉伸变形过程中通过滑移和孪生方式协调变形,呈现了良好的塑性变形能力。而时效后,位错通过滑移和繁殖最终堆积在Cr2N片层之间和颗粒状M23C6周围,降低了Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的塑性变形能力。

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2. 节Ni型2101双相不锈钢的高温热加工行为研究
苏煜森, 杨银辉, 曹建春, 白于良
金属学报    2018, 54 (4): 485-493.   doi:10.11900/0412.1961.2017.00151
录用日期: 2017-08-31

摘要47)   HTML2)    PDF (7433KB)(538)   

采用Gleeble-3800热力模拟试验机在温度为1123~1423 K、应变速率为0.001~10 s-1的条件下对2101双相不锈钢进行了热压缩实验,以研究热变形参数对其热加工行为的影响规律。结果表明,相同应变速率下,随温度升高,流变曲线由动态再结晶向动态回复转变。变形速率由0.001 s-1增至0.01和0.1 s-1提高了动态再结晶温度范围,而1和10 s-1的较高应变速率不利于动态再结晶。在应变速率为0.001~0.1s-1、变形温度为1253~1323 K时,峰值应力所对应的应变越小,奥氏体动态再结晶越容易发生,有利于等轴状再结晶组织形成。低应变速率下,变形温度升高使奥氏体再结晶晶粒长大,且Zener-Hollomon参数较大时,动态再结晶效果变差与Mn稳定奥氏体能力较Ni弱有关。基于热变形方程计算得到该不锈钢热变形激活能Q=464.49 kJ/mol,略高于2205双相不锈钢,并建立了峰值流变应力本构方程。结合不同变形条件下的应变曲线和显微组织,根据热加工图确定了最佳热加工区域为应变速率在0.001~0.1 s-1、变形温度为1220~1350 K,该区域功率耗散系数处于0.40~0.47的较高值,发生了明显奥氏体动态再结晶。

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3. 316L不锈钢的三维晶粒与晶界形貌特征及尺寸分布
刘廷光, 夏爽, 白琴, 周邦新
金属学报    2018, 54 (6): 868-876.   doi:10.11900/0412.1961.2017.00318
录用日期: 2018-01-23

摘要69)   HTML10)    PDF (2969KB)(785)   

使用连续截面法结合三维电子背散射衍射(3D-EBSD)技术研究了316L不锈钢的三维显微组织,重点分析了晶粒和晶界的三维形貌特征及各特征参数的分布规律,包括晶粒尺寸、晶粒表面积、晶粒的晶界面数、晶界尺寸和晶粒的平均晶界尺寸,并统计分析了各特征参数之间的关系。结果表明:316L不锈钢的三维晶粒和三维晶界的形貌特征参数均服从对数正态分布,各参数与晶粒尺寸之间的关系符合幂函数。另外,由于存在大量孪晶,造成316L不锈钢的三维晶粒形貌十分复杂,且尺寸越大的晶粒形貌越复杂,晶界面数越多,表面积越大,与等轴晶的偏离也越大。

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4. 不锈钢网上水热制备NiCo2O4/MoS2纳米复合结构及其在电解水制氢中的应用
李丹, 李杨, 陈荣生, 倪红卫
金属学报    2018, 54 (8): 1179-1186.   doi:10.11900/0412.1961.2018.00001
录用日期: 2018-05-09

摘要66)   HTML3)    PDF (5085KB)(510)   

在316L不锈钢网基底上利用水热法分别生长出MoS2纳米片和NiCo2O4纳米针,用同样的方法在生长有MoS2纳米片的不锈钢网上二次负载NiCo2O4纳米针制得了NiCo2O4/MoS2复合结构。利用SEM、TEM及XRD等手段对复合结构的表面形貌和物相组成进行表征,通过电化学工作站测试材料的析氢性能。结果表明,NiCo2O4/MoS2复合结构表现最佳,在析氢反应过程中起始过电位仅为65 mV,Tafel斜率为108 mV/dec,当电流密度达到100 mA/cm2时,过电位仅219.6 mV,且循环稳定性良好。

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5. 小尺度CA6NM马氏体不锈钢样品疲劳性能评价研究
马也飞, 宋竹满, 张思倩, 陈立佳, 张广平
金属学报    2018, 54 (10): 1359-1367.   doi:10.11900/0412.1961.2018.00023
录用日期: 2018-04-23

摘要57)   HTML8)    PDF (6624KB)(489)   

通过对核主泵叶轮用小尺度超薄CA6NM马氏体不锈钢样品的对称弯曲疲劳和单轴拉-拉疲劳实验,获得了小尺度样品的疲劳性能,并将其与标准块体CA6NM马氏体不锈钢样品的疲劳性能进行了对比研究,研究利用超薄样品评价CA6NM不锈钢疲劳可靠性的可行性。研究发现,40 μm厚的超薄CA6NM钢样品拉伸强度比块体样品略高,但拉伸塑性明显降低;单轴加载下的40 μm厚的超薄样品在低周区的疲劳强度低于标准块体样品获得的疲劳强度,随着应力幅的降低,在高周区两者的疲劳强度性能差异逐渐减小,疲劳极限较为接近。相同40 μm厚的超薄样品的对称弯曲疲劳加载获得的疲劳强度远高于单轴拉-拉疲劳加载获得的疲劳强度,且高于块体样品的疲劳强度。小尺度超薄样品的疲劳性能与加载方式密切相关,对小尺度样品疲劳性能与块体材料疲劳性能差异的微观机理进行了探讨,并评价了采用小尺度超薄样品评价CA6NM钢疲劳可靠性的可行性。

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6. 孪晶界在316L不锈钢三维晶界网络中的分布特征
刘廷光, 夏爽, 白琴, 周邦新, 陆永浩
金属学报    2018, 54 (10): 1377-1386.   doi:10.11900/0412.1961.2018.00062
录用日期: 2018-06-27

摘要66)   HTML4)    PDF (5151KB)(368)   

使用三维电子背散射衍射(3D-EBSD)技术对316L不锈钢的3D晶界网络进行表征分析,研究了孪晶界在三叉界角和四叉界角中的分布规律,以及孪晶界沿晶粒和沿晶界的分布规律,揭示孪晶界在316L不锈钢3D晶界网络中的分布特征。分析结果表明,316L不锈钢3D晶界网络中的孪晶界数量比低于面积比;大部分三叉界角中有1个或者没有孪晶界,含有2个孪晶界的三叉界角很少;大部分四叉界角中有1~2个孪晶界,含有3个孪晶界的四叉界角很少;每个3D晶粒平均有11个晶界面,其中孪晶界面数平均为2.03;平均每个晶界与9.35个晶界线接触,其中孪晶界个数平均为1.99。另外,从整个晶界网络层面上讨论了3D随机晶界网络的连通性问题。

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7. 新一代飞机起落架用马氏体时效不锈钢的研究
杨柯, 牛梦超, 田家龙, 王威
金属学报    2018, 54 (11): 1567-1585.   doi:10.11900/0412.1961.2018.00356
录用日期: 2018-08-30

摘要65)   HTML22)    PDF (11433KB)(689)   

飞机起落架的性能与飞机的使用安全性密切相关,因此提高飞机起落架用材料的综合性能至关重要。本文通过总结飞机起落架用材料的应用现状和存在的问题,提出了新一代飞机起落架用材料的发展方向,并重点介绍了一种兼顾高强度、高韧性和优异耐蚀性能的新型马氏体时效不锈钢,该钢作为未来起落架用钢的候选材料具有广阔的应用前景。

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8. 新型25Cr-20Ni奥氏体耐热不锈钢750 ℃持久实验过程中析出相演变
胡国栋, 王培, 李殿中, 李依依
金属学报    2018, 54 (11): 1705-1714.   doi:10.11900/0412.1961.2018.00361
录用日期: 2018-09-13

摘要80)   HTML1)    PDF (9763KB)(508)   

研究了一种新型25Cr-20Ni奥氏体耐热不锈钢在750 ℃不同拉应力持久实验中析出相演变及其对性能的影响。结果表明,当持久应力为180 MPa时,持久寿命为32.6 h,析出相包括M23C6和(Nb, V)(C, N)相。其中M23C6主要分布在晶界位置,(Nb, V)(C, N)相在晶内弥散析出。当持久应力为150和120 MPa时,随着持久时间延长至98.1 h以上,晶界位置的M23C6发生长大和Ostwald熟化,但(Nb, V)(C, N)相具有较好的尺寸稳定性。同时,在持久应力为120 MPa条件下,组织中出现σ相。σ相首先在晶界位置析出,当持久应力为100 MPa时,随持久时间延长至752.3 h,σ相也会在晶内析出。研究还发现,大量σ相依附于(Nb, V)(C, N)相析出,这是由于(Nb, V)(C, N)相的析出导致附近奥氏体基体中局部位置C和N元素含量减少,从而促进了σ相的形核。不同应力条件下试样断裂方式均为沿晶断裂,当持久时间较短时,裂纹在晶界M23C6处产生,引起沿晶开裂。随着持久时间延长,σ相在晶界析出后,裂纹更容易在晶界σ相处产生,导致持久延伸率随持久寿命延长而减小。

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9. 核用304不锈钢辐照促进应力腐蚀开裂研究
邓平,孙晨,彭群家,韩恩厚,柯伟,焦治杰
金属学报    2019, 55 (3): 349-361.   doi:10.11900/0412.1961.2018.00359
录用日期: 2018-11-14

摘要76)   HTML8)    PDF (24156KB)(362)   

采用2 MeV质子束在360 ℃对国产核用304不锈钢试样进行了辐照实验,利用高温高压水环境的慢应变速率拉伸实验(SSRT)和SEM、EBSD、TEM等研究了核用304不锈钢辐照促进应力腐蚀开裂(IASCC)机理。结果表明,慢应变速率拉伸过程中辐照促进材料晶界和表面滑移台阶处形成应变集中,且其程度随辐照剂量增加而增加。滑移台阶穿过或终止于晶界,终止于晶界的台阶造成晶界处产生不连续滑移,易将位错传输到晶界,在晶界区域形成位错塞积和残余应变集中。而台阶不连续滑移的形成则受毗邻晶粒的Schmidt因子对的类型影响。另一方面,辐照促进晶界发生贫Cr富Ni元素偏析,其偏析程度随辐照剂量增加而增加。SSRT实验后辐照试样表面发生明显的沿晶应力腐蚀开裂,且裂纹数量随辐照剂量和外加应变增加而增加。同时,裂纹尖端区域发生明显晶界腐蚀,且氧化物宽度和长度随辐照剂量增加而增加。分析认为,辐照致晶界应变集中和元素偏析的协同作用造成材料变形行为和晶界腐蚀行为变化是IASCC发生的关键因素。

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10. 固溶温度对Mn-N型双相不锈钢拉伸变形行为的影响
金淼, 李文权, 郝硕, 梅瑞雪, 李娜, 陈雷
金属学报    2019, 55 (4): 436-444.   doi:10.11900/0412.1961.2018.00276
摘要44)   HTML5)    PDF (19176KB)(299)   

在Gleeble-3800热模拟试验机上进行了一种新型Mn-N合金化双相不锈钢的拉伸变形实验,获得了不同固溶温度下(1000~1200 ℃)不锈钢的力学性能及加工硬化规律。利用OM、SEM和EBSD等手段研究了固溶温度对钢的形变亚结构及断裂特征的影响,探讨了固溶温度影响加工硬化的机理。结果表明,随着固溶温度的升高,Mn-N合金化双相不锈钢屈服强度与抗拉强度均逐渐降低,而延伸率(均匀延伸率和断裂延伸率)则先升高后降低。其中,1100 ℃固溶时不锈钢的塑性最佳,均匀延伸率可达46.7%,且综合力学性能优异,强塑积达44.6 GPa·%。不同固溶温度下,不锈钢的加工硬化率随应变的增加均表现为开始时迅速下降,经再次升高后再下降的“三阶段”特征,但随着固溶温度的升高,加工硬化率升高的趋势减弱。Mn-N合金化双相不锈钢中奥氏体相发生了形变诱导马氏体相变,主要表现为γεα′γα′ 2种演化机制,从而形成TRIP效应,使得加工硬化率升高、塑性增加,但较高的固溶温度会使马氏体转变受到抑制。不同固溶温度下,铁素体与形变诱导马氏体均表现出解理断裂特征,而残余奥氏体则主要为韧性断裂。经计算,随着固溶温度增加(1000~1200 ℃),奥氏体相的Md30值从81 ℃降到38 ℃,即奥氏体稳定性增加,减弱了TRIP效应,进而导致不锈钢加工硬化和增塑效果降低。

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11. 23Cr-2.2Ni-6.3Mn-0.26NNi型双相不锈钢动态再结晶行为研究
邓亚辉,杨银辉,曹建春,钱昊
金属学报    2019, 55 (4): 445-456.   doi:10.11900/0412.1961.2018.00449
录用日期: 2018-12-18

摘要39)   HTML2)    PDF (13546KB)(325)   

利用热模拟试验机在变形温度为1073~1423 K,应变速率为0.01~10 s-1的条件下对23Cr-2.2Ni-6.3Mn-0.26N节Ni型双相不锈钢动态再结晶行为进行研究。结果表明,试样在低温高应变速率变形时以两相动态回复(DRV)为主,而在高温低应变速率变形时以奥氏体动态再结晶(DRX)为主,且在0.01和0.1 s-1较低应变速率下,奥氏体相再结晶晶粒尺寸随变形温度升高而增大。试样的软化机制与Z参数有关,在低Z值条件下,热变形软化以奥氏体相DRX为主。基于热变形方程得到试样的表观应力指数为5.18,热变形表观激活能为391.16 kJ/mol,并利用Sellars 双曲正弦模型建立了峰值流变应力与Z参数关系本构方程。DRX临界应力随应变速率增加和变形温度减小而增大,DRX临界应变随变形温度减小而增加,且随应变速率增加(0.1~10 s-1)在较低变形温度下先增大后减小。确定了DRX临界应力(应变)和峰值应力(应变)的关系,DRX特征参数和Z参数相关模型,以及奥氏体相DRX体积分数模型。利用所建模型对DRX行为进行预测,表明应变速率增加和变形温度下降会推迟DRX发生。

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12. 退火对热老化308L不锈钢焊材显微结构的影响
林晓冬,彭群家,韩恩厚,柯伟
金属学报    2019, 55 (5): 555-565.   doi:10.11900/0412.1961.2018.00365
录用日期: 2018-12-17

摘要55)   HTML3)    PDF (22244KB)(380)   

对410 ℃下热老化7000 h的308L不锈钢焊材进行了550 ℃、1 h的退火处理,利用TEM和三维原子探针研究了退火对热老化焊材显微结构的影响,并与未热老化试样进行比较,评价退火回复效果。结果表明,退火后奥氏体无明显变化,而δ铁素体内由热老化导致的调幅分解完全消失,且G相显著减少。此外,热老化导致Ni、Mn、C在δ铁素体/奥氏体相界处发生偏聚,而对相界处Cr、Si、P元素的含量无明显影响。退火后相界处所有元素均无偏聚,但会导致Ni、Mn在靠近相界的奥氏体一侧发生富集。退火后308L不锈钢焊材的显微结构接近于未热老化状态,表明退火回复效果显著。

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13. 热轧板退火工艺对19Cr2Mo1W铁素体不锈钢织构与成形性能的影响
刘后龙,马明玉,刘玲玲,魏亮亮,陈礼清
金属学报    2019, 55 (5): 566-574.   doi:10.11900/0412.1961.2018.00540
录用日期: 2019-03-04

摘要34)   HTML3)    PDF (13885KB)(361)   

以一种含W和稀土Ce的444型耐热铁素体不锈钢19Cr2Mo1W为材料,利用XRD测试分析、EBSD取向成像技术、粗糙度测量和成形性测试等手段,研究了该铁素体不锈钢热轧板不同退火工艺对其冷轧退火板的微观组织、织构演变以及成形性能的影响。结果表明,尽管采用了不同退火温度的热轧板退火工艺,但是热轧退火板的织构特征在一定程度上均会遗传至冷轧板;热轧退火板中增强的{223}<11ˉ0>和{111}<01ˉ1>织构组分存在,有利于增加冷轧退火板中γ纤维织构的强度。冷轧板中{001}<11ˉ0>~{115}<11ˉ0>纤维织构组分越强,退火后γ纤维织构偏离理想程度越大;适当提高热轧板退火温度可以有效减弱冷轧板中有害的{001}<11ˉ0>~{115}<11ˉ0>组分。提高热轧板退火温度,可以显著减轻甚至彻底消除热轧退火板中的带状组织、提高冷轧退火板的组织均匀性和γ纤维织构强度,有利于成形性能的提高。

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14. 316L奥氏体不锈钢非对称载荷下的疲劳与循环塑性行为
彭剑,高毅,代巧,王颖,李凯尚
金属学报    2019, 55 (6): 773-782.   doi:10.11900/0412.1961.2018.00377
录用日期: 2019-03-06

摘要68)   HTML1)    PDF (11728KB)(504)   

对316L奥氏体不锈钢非对称拉-拉疲劳载荷作用下的疲劳和循环塑性行为进行研究。通过疲劳寿命、循环应变幅、平均应变、平均应变率和失效应变的差异划分高、低应力区:在高应力区,平均应变、平均应变率和失效应变大,存在显著的循环塑性变形,疲劳寿命短;在低应力区,循环塑性变形累积有限,疲劳寿命显著增加。通过失效区域的显微组织观察和断口分析发现:在高应力区断口附近产生了大量的孔洞,断口以韧窝为主要特征;在低应力区存在疲劳裂纹,其扩展方向垂直于加载方向,断口由起裂点、疲劳裂纹扩展区、过渡区和快速断裂区组成。316L奥氏体不锈钢高应力区为循环塑性变形主导区,失效形式为循环塑性累积产生的韧性失效;低应力区为疲劳主导区,失效形式为疲劳裂纹扩展失效。

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15. 尺寸因素对2D轴对称模型计算不锈钢管焊接残余应力精度的影响
戴培元,胡兴,逯世杰,王义峰,邓德安
金属学报    2019, 55 (8): 1058-1066.   doi:10.11900/0412.1961.2018.00567
录用日期: 2019-05-27

摘要63)   HTML0)    PDF (7704KB)(275)   

采用数值模拟和实验相结合的方法研究了尺寸因素对2D轴对称模型计算SUS316不锈钢管焊接残余应力精度的影响。基于通用有限元软件MSC. Marc,分别采用2D轴对称模型和3D模型计算了不同尺寸圆管对接接头的温度场和焊接残余应力分布,并将小尺寸管残余应力计算结果与实验测量结果进行了比较。结果表明,2D轴对称模型与3D模型计算结果整体吻合较好,但在靠近内表面的焊缝及近焊缝区域,焊接残余应力的幅值和拉压应力区域的大小存在一定差别,且差别随圆管尺寸的增加而增大。对于实际的工程应用,在不考虑始终端应力问题时,可以用2D轴对称模型代替3D模型计算环焊缝稳定区残余应力,从而节省大量计算时间。

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16. 节约型双相不锈钢TRIP效应致塑性增量及其固溶温度依赖性
陈雷, 郝硕, 梅瑞雪, 贾伟, 李文权, 郭宝峰
金属学报    2019, 55 (11): 1359-1366.   doi:10.11900/0412.1961.2019.00108
录用日期: 2019-09-02

摘要28)   HTML0)    PDF (6212KB)(271)   

在Gleeble-3800试验机上进行了经1000~1200 ℃固溶处理后的节约型双相不锈钢(LDX)的拉伸变形实验,利用TEM分析了其加工硬化特性的微观机制,利用XRD测定计算了不同条件下形变诱导马氏体的饱和转变量。基于加工硬化规律对变形温度(室温~100 ℃)的敏感性,分别提出了室温变形时TRIP效应诱发塑性增量(或均匀延伸率增量)的量化指标:表观塑性增量(Δe)、单位体积马氏体诱发的平均塑性增量(Δeˉ)及只与奥氏体稳定性有关的本征塑性增量(Δe*),探讨了固溶温度对它们的影响规律。结果表明:LDX中形变诱导马氏体相变(SIMT)存有γεα′与γα′ 2种机制,引发TRIP效应并使LDX表现出“三阶段”加工硬化特征。不同固溶温度分别对应不同的临界变形温度(Md),使LDX在Md温度变形时不存在TRIP,固溶温度越高,Md越低、Δe越小。随着固溶温度增加,Δeˉ逐渐增加,而Δe*则逐渐减小,即奥氏体越稳定,TRIP本征增量越小。此外,ΔeˉΔe*均与奥氏体稳定性系数(k)间存在一定的线性关系。

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17. 低碳铁素体不锈钢高频直缝电阻焊管退火工艺优化
邵毅, 李彦默, 刘晨曦, 严泽生, 刘永长
金属学报    2019, 55 (11): 1367-1378.   doi:10.11900/0412.1961.2019.00051
录用日期: 2019-04-22

摘要61)   HTML0)    PDF (35775KB)(203)   

以使用高频直缝电阻焊连接的低碳铁素体不锈钢焊管为研究对象,对其进行不同温度的退火处理。通过OM、SEM、TEM和拉伸、冲击实验分别研究退火温度对低碳铁素体不锈钢高频直缝电阻焊接头组织和性能的影响。在高频直缝电阻焊过程中,低碳铁素体不锈钢管的焊缝区被迅速加热至奥氏体相区,较高的温度和压力使奥氏体晶粒粗化并发生畸变,空冷后转变为α-铁素体和马氏体组织。焊缝区硬度高约315 HV,而其在0 ℃下冲击值几乎为0。经950 ℃保温3 min退火处理后,焊缝区中马氏体组织全部分解,形成粒状贝氏体和α-铁素体组织,使其硬度降至约260 HV,同时将其在0 ℃下的冲击功从0 J提高至约23 J。

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18. TRIP型双相不锈钢Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si在循环变形条件下的力学特性
陈雷, 郝硕, 邹宗园, 韩舒婷, 张荣强, 郭宝峰
金属学报    2019, 55 (12): 1495-1502.   doi:10.11900/0412.1961.2019.00220
录用日期: 2019-09-25

摘要38)   HTML2)    PDF (8552KB)(216)   

通过系列循环加载实验,研究了TRIP型双相不锈钢Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si在循环变形条件下的力学特性,同时结合TEM分析,讨论了微观机理。结果表明,Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si钢在单调加载条件下力学性能优异,表现出TRIP型双相不锈钢典型的“三阶段”硬化特征;Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si钢的循环硬化/软化特性对应变幅和循环周次敏感。在小应变幅下,Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si钢先初始循环硬化(循环周次N<5 cyc),随后大幅循环软化后逐渐稳定。而在大应变幅下,Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si钢变形初期(N<5 cyc)迅速循环硬化后,持续循环软化,未达循环稳定而直至疲劳失效。循环变形过程中铁素体相中形成的位错墙是Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si钢整体循环软化的主要原因;而较大应变幅下奥氏体会发生循环诱导ε马氏体相变,抑制软化,从而使得Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si钢循环软化率随(塑性)应变幅的增大表现出先快速增大,后缓慢增大,最后降低的趋势。相比于单调加载状态,Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si钢随应变幅的增加表现出“硬化→软化→再硬化”规律。另一方面,Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si钢循环应力幅与塑性应变幅间(lgσa-lgεa)表现出三阶段的线性关系,对应的循环硬化指数(n')分别为:0.16 (阶段Ⅰ)、0.09 (阶段Ⅱ)和0.17 (阶段Ⅲ);各阶段n'的变化分别与两相间协调变形(Ⅰ→Ⅱ)及循环诱导ε马氏体相变(Ⅱ→Ⅲ)有关。

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19. 选区激光熔化316L不锈钢的拉伸性能
余晨帆, 赵聪聪, 张哲峰, 刘伟
金属学报    2020, 56 (5): 683-692.   doi:10.11900/0412.1961.2019.00278
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对选区激光熔化(selective laser melting,SLM) 316L不锈钢的拉伸性能及断裂机制进行了研究,并对拉伸断裂后的试样进行显微组织表征与分析,探究了拉伸变形过程中微观组织的演化规律。结果表明:采用选区激光熔化技术制备的316L不锈钢具有较好的强塑性匹配,其中晶粒内部纳米尺度胞状结构有助于强度的提升;其拉伸性能明显优于传统手段制备的316L不锈钢。选区激光熔化316L不锈钢在拉伸过程中奥氏体晶粒内部产生形变孪晶,并且形变孪晶的出现存在取向相关,在取向接近<001>的晶粒中不易出现,而在取向接近<110>-<111>的晶粒中较易出现。

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