退火工艺对304HC奥氏体不锈钢钢丝组织和性能的影响_裴宇

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1、第３６卷第１期武汉科技大学学报Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．１２０１３年２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＦｅｂ．２０１３退火工艺对３０４ＨＣ奥氏体不锈钢钢丝组织和性能的影响裴宇，宋仁伯，杨富强，高喆，邓鹏（北京科技大学材料科学与工程学院，北京，１０００８１）摘要：对３０４ＨＣ奥氏体不锈钢钢丝在不同退火工艺制度下的性能和组织进行检测和观察，分析不同退火工艺参数对其组织和性能的

2、影响规律。结果表明，退火后３０４ＨＣ奥氏体不锈钢钢丝的显微组织基本为等轴奥氏体晶粒，若退火温度较低或走线速率较快，则会出现大量的第二相组织；选用退火温度１０５０℃、走线速率４ｍ／ｍｉｎ、快冷的退火工艺，３０４ＨＣ奥氏体不锈钢钢丝的组织发生再结晶、第二相组织奥氏体化，材料获得较好的塑性，同时也获得比较优异的综合性能。关键词：３０４ＨＣ不锈钢钢丝；退火软化；力学性能；再结晶中图分类号：ＴＧ１５６．２１文献标志码：Ａ文章编号：１６７４－３６４４（２０１３）０１－００２６－０６３０４ＨＣ奥氏体不锈钢是在原３０４不锈钢的３．８ｍ

3、ｍ→３．４５ｍｍ）的冷拉拔后，将３．４５ｍｍ基础上加入１．０％～３．０％的Ｃｕ，使其冷加工性的钢丝分别于１０５０、１０８０、１１００℃的退火温度和能和耐腐蚀性能得以提高的一种新的不锈钢材４、６、８ｍ／ｍｉｎ的走线速率下进行连续退火。料。３０４ＨＣ奥氏体不锈钢不能通过热处理手段采用ＬｅｉｃａＤＭＲ金相显微镜观察退火后试进行强化，但可以通过形变的方式提高其强度，即样的微观组织形貌。采用ＣＭＴ４１０５拉伸试验机对奥氏体不锈钢进行多次拉拔，利用强烈的加工对退火后的钢丝进行拉伸实验，测量其力学性能，［１］硬化来提高奥氏体不锈钢

4、钢丝的强度。拉拔主要指标为屈服强度、抗拉强度及延伸率。后，微观上钢丝内滑移面及晶界上将出现大量位表１盘元的化学成分（ｗＢ／％）错，致使点阵产生畸变。随着变形的进行，畸变量Ｔａｂｌｅ１Ｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｄｉｓｃｙｕａｎ增加，钢丝的变形抗力和强度提高，而塑性降低。ＣＭｎＳｉＰＳＮｉＣｒＣｕ当加工硬化达到一定程度，继续变形时，钢丝便会０．０２７１．２２０．３５０．０３１０．００１８．１０１８．２６２．５２产生裂纹甚至有断裂的危险。因此，在３０４ＨＣ不２结果与分析锈钢钢丝拉拔过程中，一般都必须进行软化退

5、火，消除其残余应力，提高材料塑性，消除加工硬化，２．１盘元及硬线的金相组织分析［２］图１为５．５ｍｍ盘元的金相组织形貌照片。以便能进行下一道加工。为了选择最佳的退火工艺参数，需要对钢丝加工硬化和退火软化的规由图１中可见，该３０４ＨＣ盘元的组织大多为等轴律及机理进行深入研究。本文通过对３０４ＨＣ不奥氏体晶粒，同时存在少量退火孪晶；边部组织晶锈钢钢丝冷拉拔，对拉拔试样进行退火，研究不同粒尺寸较大（２０μｍ），而芯部组织晶粒尺寸较小退火工艺条件对其组织和性能的影响，以期为实（１５μｍ）。从图１中还可以看到大量的第二相组际生产

6、工艺的制定提供依据。织（α铁素体），呈黑色点状均匀分布在芯部横截面上，相对应地在芯部纵截面上存在部分带状组１实验材料与方法织，沿变形方向分布。第二相产生的原因应该是实验材料为某厂生产的直径为５．５ｍｍ的由于热轧后固溶处理时保温时间过短或加热温度３０４ＨＣ盘元，其化学成分如表１所示。偏低，使纤维组织中出现α铁素体。同时，形变过盘元经过３个道次（５．５ｍｍ→４．５ｍｍ→程中亚稳γ相也会转变为具有铁磁性的体心立方收稿日期：２０１２－０９－１３作者简介：裴宇（１９８８－），男，北京科技大学硕士生．Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｙ１６４００

7、４４＠１６３．ｃｏｍ通讯作者：宋仁伯（１９７０－），男，北京科技大学教授，博士生导师．Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｏｎｇｒｂ＠ｍａｔｅｒ．ｕｓｔｂ．ｅｄｕ．ｃｎ２０１３年第１期裴宇，等：退火工艺对３０４ＨＣ奥氏体不锈钢钢丝组织和性能的影响２７［３－５］马氏体（α＇）相，破坏了组织的均匀性，降低了组拉拔至３．８ｍｍ及３．４５ｍｍ时，材料的原始晶织的力学性能，且使材料不能成为无磁性钢。粒被彻底破碎，晶界模糊不清，原晶粒已被拉长形图２为盘元经不同道次冷拉拔后硬线的金相成纤维状组织，使不锈钢的塑性减弱，冷加工硬化［７］组织照片。由图２可

8、见，将钢丝拉拔至４．５ｍｍ率增大。同时晶界上的碳化物在金属塑性变形［６］后，奥氏体晶粒被拉长且出现较多的形变孪晶，过程中钉扎位错，使位错活动性明显减少，产生各晶粒的变形也呈现出不均匀性，盘元中颗粒状位错塞积，材料的强度提高、塑性下降、产生明显的第二相组织（α铁素体）被拉长呈条带状。继续（ａ）芯部横截面（ｂ）芯部纵截