316LN不锈钢抗冲击性能及材料优缺点有哪些

2020-11-11 00:38:04

 316LN不锈钢经不同固溶温度处理后,对冲击吸收能量值取平均值作图,并进行线性拟合,结果如下所示:在950~1150℃范围内,316LN不锈钢冲击吸收能量随固溶温度升高呈线性增大趋势,线性拟合可得方程。固溶温度平均每提高50℃冲击吸收能量增加11J。其原因主要是由于固溶温度升高,316LN不锈钢晶粒尺寸增大所引起。因晶界富集杂质元素,且点阵畸变较大、缺陷较多,处于高能量状态,其脆性也高于晶内,在冲击能量作用下,晶内能吸收更多的能量。并且晶界是裂纹萌生和扩展的薄弱环节,随晶粒尺寸增大,单位体积合金内晶界表面积减少,冲击试验下裂纹沿晶界萌生和扩展的几率相应减少,因而316LN不锈钢的冲击韧性随晶粒尺寸增大而提高。同时,由于在较高温度固溶处理时,原子扩散速度快,晶界处的脆性析出相逐渐溶解于奥氏体中,材料均匀化程度增加,提高了组织的稳定性,则316LN不锈钢冲击吸收能量增大。316LN不锈钢在1150℃固溶时冲击吸收能量获得最大值384J,而在950℃固溶时最小亦可达到340J,说明此钢具有优良的抗冲击性能。如果固溶温度太高会促使晶粒尺寸过大,损害材料抗冲击性能,因此,选择合适的固溶温度对材料抗冲击性能很重要。


 316LN不锈钢冲击断口均显示为塑性韧窝状形貌,其韧窝底部有涟波滑移的痕迹。这些韧窝是由于发生塑性变形时夹杂物及析出相质点与基体界面脱离或其自身在受力过程中发生断裂而形成微孔并长大、聚合形成显微裂纹,在连续变形过程中裂纹扩展连接导致断裂,在断口上留下韧窝形貌。由图可知,经不同温度固溶处理后,316LN不锈钢随固溶温度升高断口韧窝形貌发生变化,经950℃固溶处理后断口形貌呈等轴状韧窝,大韧窝周围围绕着许多小韧窝,韧窝尺寸不均匀;1050℃时断口形貌仍为等轴状韧窝,韧窝尺寸比较均匀;1150℃时断口形貌呈抛物线型韧窝状,韧窝尺寸大且均匀,材料的韧性好。图为316LN不锈钢经1150℃固溶处理后韧窝中夹杂析出物扫描照片及能谱图,结果显示韧窝底部的夹杂物为硫化锰、氧化镁铝夹杂和碳化物,且碳化物依附于氧化夹杂异质形核长大。钢铁中的夹杂物严重影响其使用性能,因此,在炼钢过程中尽量避免夹杂物产生以提高材料的使用性能。


 1.  固溶温度对316LN不锈钢晶粒尺寸影响显著。随固溶温度升高晶粒尺寸增大,由950℃固溶处理时的15.61μm增大为1150℃的45.9μm。固溶温度过高会促使晶粒快速长大,而晶粒过大会导致其加工及使用性能变差。


 2. 316LN不锈钢抗拉强度和屈服强度都随固溶温度的升高而减小,当固溶温度高于1100℃后,强度下降趋势减缓。在950℃固溶处理时抗拉强度和屈服强度分别达到最大值673MPa及384MPa。316LN不锈钢塑性随固溶温度升高变化缓慢,伸长率和断面收缩率分别在48%~50.5%及77%~80%范围内保持相对稳定,说明此钢在不同固溶温度处理后均具有优良的塑性变形能力。


3. 316LN不锈钢随固溶温度升高冲击吸收能量呈线性增大趋势,固溶温度平均每提高50℃冲击吸收能量增加11J。316LN不锈钢冲击断口均显示为颜色灰暗的塑性韧窝状断口形貌,其韧窝底部有涟波滑移的痕迹及存在块状夹杂物或析出相粒子,该试验钢具有优良的抗冲击性能。


4. 316LN不锈钢经1050℃固溶处理后强塑性匹配较好,抗冲击性能优良,且晶粒度达到7级以上。


316LN不锈钢在不同温度下的应力循环试验结果如图所示。由于试验设计估算偏差,室温和823K下的初始峰值应变分别为0.23%和0.6%,偏离了预设的0.5%初始应变,但其棘轮应变的演化规律仍可用来进行定性的比较。这里定义一圈应力循环中应力峰值对应的应变为棘轮应变。由图可见,在室温和423 K下,棘轮应变在前20圈得以快速累积,之后随循环圈数缓慢增加,而在623 K和823 K下几乎没有棘轮应变的累积。316LN不锈钢的这种棘轮效应随温度升高而逐渐安定的现象也可由动态应变时效解释。浙江至德钢业有限公司对304和316系列奥氏体不锈钢管室温下的棘轮效应进行了细致的研究,结果发现它们在室温下的棘轮效应本质上源于蠕变或者粘塑性。以本章研究中的数据为例,如图所示,室温下刚从峰值应力卸载时呈现了“小圆角”似的应力应变曲线,这便是由高应力导致的蠕变的特征,而在高温下,这个“小圆角”特征不复存在。事实上,这一点与该材料在室温和高温下的率相关性一致。室温下材料具有一定的粘性,呈现出率相关特征,如图3-3(d)和图3-9所示,而高温下由于动态应变时效的作用,材料不具备足够的粘性,从而也不会发生棘轮应变的累积。


至德微信.jpg

联系

Contact

浙江至德钢业有限公司

公司地址:浙江省丽水市松阳县工业园永宁路320号

电子信箱:myzhide@126.com

电话:0577-28850550

传真:0577-28909778

联系人: 13967076667 刘经理(微信同号)

采用大厂坯料