高氮奥氏体不锈钢与316L不锈钢的冷变形行为研究

冷变形是提高奥氏体不锈钢强度的有效手段。本文以一种含氮量达1.0wt.%的高氮奥氏体不锈钢和316L不锈钢为研究对象，通过在室温下对这两种材料施加不同的压缩变形量，研究了两种材料变形后的显微组织、真应力-应变曲线、显微硬度。结果表明，两种材料在冷变形量小于20%时，机械孪晶和滑移共同参与变形。随变形量增加至50%，316L的变形方式过渡到以滑移为主，而高氮钢中机械孪晶和滑移仍共同参与变形。高氮奥氏体不锈钢在变形过程中不发生马氏体相变，表明其具有较高的结构稳定性，而316L中有马氏体形成。高氮不锈钢的固溶态强度、硬度和加工硬化系数均显著高于316L，冷变形可大幅提高两种材料的强度。两种材料的显微硬度均与晶粒取向有明显相关性，晶粒取向对显微硬度的影响大于变形的不均匀性。本文还对高氮不锈钢表现出的优异性能的机制进行了分析和讨论。