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不銹鋼無(wú)縫管塑性變形溫度
304不銹鋼無(wú)縫管根據(jù)形變馬氏體的產(chǎn)生機(jī)理可知，對(duì)于亞穩(wěn)奧氏體不銹鋼，形變馬氏體在M～M溫度范圍內(nèi)形成。也就是說(shuō)，在M點(diǎn)才會(huì)開始白發(fā)形核轉(zhuǎn)變的奧氏體，304不銹鋼無(wú)縫管在塑性形變過(guò)程中，可以在更高的溫度(M點(diǎn))下發(fā)生形核。
反之，如果奧氏體不銹鋼在M點(diǎn)以上溫度進(jìn)行塑性形變，由于相變驅(qū)動(dòng)力不足，馬氏體不會(huì)形核。但是，如果將經(jīng)過(guò)塑性形變的奧氏體冷卻到低溫時(shí)，也會(huì)有部分奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。楊建國(guó)等對(duì)不同塑性變形溫度的304不銹鋼試樣馬氏體含量進(jìn)行測(cè)量發(fā)現(xiàn)隨著變形溫度的升高，馬氏體轉(zhuǎn)變量呈下降趨勢(shì)，其中175℃是形變誘發(fā)馬氏體相變劇烈程度的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在高于175℃以上的高溫環(huán)境中，馬氏體轉(zhuǎn)變量緩慢降低，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到275℃時(shí)，馬氏體轉(zhuǎn)變量趨近于零。
由于馬氏體相硬而脆，304不銹鋼無(wú)縫管在塑性變形過(guò)程中發(fā)生形變誘發(fā)馬氏體相變時(shí)會(huì)產(chǎn)生加工硬化，即材料的強(qiáng)度和硬度增加。根據(jù)加工硬化理論，形變誘發(fā)馬氏體相變產(chǎn)生強(qiáng)化的主要原因有：
1)相變強(qiáng)化，形變誘發(fā)馬氏體相變以共格切變方式發(fā)生，晶體內(nèi)產(chǎn)生大量的微觀缺陷(如高密度位錯(cuò)、孿晶及層錯(cuò)等)，這些微觀缺陷能阻礙滑移，即亞結(jié)構(gòu)引起強(qiáng)化，而形變誘發(fā)馬氏體相變發(fā)生在M點(diǎn)之上，需外應(yīng)力提供相變驅(qū)動(dòng)力補(bǔ)償，因此施加的外應(yīng)力必須增加才能使塑性形變和形變誘發(fā)相變得以進(jìn)行，產(chǎn)生加工硬化；
2)形變馬氏體通常為薄片狀組織，相當(dāng)于把基體隔開成若干區(qū)域，阻止位錯(cuò)滑移及隨后塑性形變地進(jìn)行，產(chǎn)生加工硬化；
3)固溶強(qiáng)化，奧氏體不銹鋼在塑性變形過(guò)程中脆性的碳化物等被破碎，并沿流變方向分布，碳原子的溶入引起點(diǎn)陣畸變，形成一個(gè)以碳原子為應(yīng)力場(chǎng)，與馬氏體的刃型位錯(cuò)發(fā)生交互作用共同對(duì)位錯(cuò)進(jìn)行釘扎，阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，使馬氏體顯著強(qiáng)化。
形變誘發(fā)馬氏體相變提高材料強(qiáng)度的同時(shí)，也犧牲了部分塑性和韌性，造成材料塑性加工能力下降，在封頭制備過(guò)程中容易開裂且在服役過(guò)程中也易出現(xiàn)延遲開裂。304不銹鋼無(wú)縫管對(duì)某低溫液化天然氣儲(chǔ)罐失效封頭(材料為0Cr18Ni9，工作溫度一l62℃，工作壓力0．6MPa)的力學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，見表3。由表3可以看出，0Cr18Ni9不銹鋼封頭在加工過(guò)程中，變形相對(duì)劇烈的直邊段產(chǎn)生了大量的鐵磁相(形變馬氏體)，材料的強(qiáng)度和硬度提高，但延性和塑性顯著降低，部分性能達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求。