拉伸变形对高氮奥氏体不锈钢显微组织和耐腐蚀性能的影响

摘要

对高氮奥氏体不锈钢QN1803和常规奥氏体不锈钢304进行了不同形变量的拉伸实验,通过EBSD、XRD和TEM分析了其形变组织和强韧化机制。采用电化学工作站、酸性介质腐蚀实验和OM、SEM分析了不同拉伸形变量下的耐腐蚀性能和腐蚀机理。随着拉伸形变量的增加,QN1803和304不锈钢的微观组织均出现由位错塞积到α’马氏体的转变。QN1803不锈钢的屈服强度比304不锈钢提高了26%,延伸率降低了约6.6%,其原因是QN1803不锈钢中N含量高、30%冷变形后产生50%马氏体所对应的温度(M_(d30))较低,拉伸过程中产生的形变马氏体含量低于304不锈钢,相变增韧效应不如304不锈钢充分。拉伸形变对QN1803和304不锈钢的晶间腐蚀影响不大,但其耐点腐蚀能力、耐硫酸腐蚀能力均有下降,其中QN1803不锈钢下降的幅度明显小于304不锈钢。主要原因是形变马氏体导致不锈钢表面钝化膜破坏和稳定性下降,使钝化膜在腐蚀中处于不稳定的溶解-生成状态,从而降低了形变后的耐腐蚀性能。总体而言,提高奥氏体不锈钢的N含量能够节约Ni元素的使用,大幅提高不锈钢屈服强度,略微损害延伸率,但显著提升拉伸形变条件下的耐点蚀和耐硫酸腐蚀性能。