自然科学研究

轧制与热处理对304奥氏体不锈钢组织与性能的影响

宋文鹏 (河北工程大学，河北省高强韧耐磨金属材料重点实验室), 陈靖 (河北工程大学，河北省高强韧耐磨金属材料重点实验室), 马喆 (河北工程大学，河北省高强韧耐磨金属材料重点实验室), 王丽娜 (河北工程大学，河北省高强韧耐磨金属材料重点实验室), 邢振国 (河北工程大学，河北省高强韧耐磨金属材料重点实验室), 石银冬 (河北工程大学，河北省高强韧耐磨金属材料重点实验室)

摘要


304奥氏体不锈钢因为具有优异的耐蚀性、成型性和焊接性，在各类工业领域应用广泛。但是常规的固溶态304屈服强度较低，难以满足重载荷工作的需求，而且传统的强化技术普遍存在强度-塑性倒置的难题。文中采用80%压下率的室温冷轧工艺来制备试样，然后在400～700℃、保温60min退火热处理，系统地研究退火工艺对奥氏体不锈钢组织与力学性能的影响。研究表明：650℃保温60min，制备出了未再结晶的硬质相和再结晶的软质相共存的双峰异质结构，其屈服强度是859.12MPa、抗拉强度是891.21MPa、断后伸长率是16.27%，实现了强塑性优秀匹配。这种异质结构引发的背应力强化与TRIP效应耦合，有效地突破了传统强塑性倒置难题。该研究为304不锈钢轧制-热处理改性及规模化工程应用提供实验与理论支撑。

关键词


304奥氏体不锈钢；冷轧工艺；退火热处理；异质结构；强韧化机理

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参考


陆世英.不锈钢概论[M].北京:化学工业出版社,2013.

周慧,李锡栋.固溶处理对304奥氏体不锈钢组织和性能的影响[J].热加工工艺,2018,47(24):234-235.

刘振宇,李成刚,赵岩,等.节约型双相不锈钢组织性能控制与制造技术[J].鞍钢技术,2016(2):1-8.

季艳娇.退火温度对304不锈钢显微组织和力学性能的影响[J].理化检验-物理分册,2026,62(2):12-17.

卢柯.梯度纳米结构材料[J].金属学报,2015,51(1):1-10.

Wu X L, Yang M X, Yuan F P, et al. Combining gradient structure and TRIP effect to produce austenite stainless steel with high strength and ductility[J].Acta Materialia, 2016(112):337-346.

Zhu Y, Wu X. Perspective on hetero-deformation induced (HDI)hardening and back stress[J]. Materials Research Letters,2019,7(10):393-398.

钟云波,时培建.多级层片异构设计构筑超高强塑性金属材料[J].金属学报,2025,61(11):1593-1602.

李建生.层状异质结构金属材料制备及力学性能研究[D].南京:南京理工大学,2020.

Li J S, Fang C, Liu Y F, et al. Deformation mechanisms of 304L stainless steel with heterogeneous lamella structure[J].Materials Science and Engineering:A, 2019(742):409-413.

秦礼华,李龙飞,杨王玥,等.退火工艺对冷轧304不锈钢组织与性能的影响[C].北京:中国钢铁年会,2011.

张梅,孙国胜,秦岽烊,等.冷轧304不锈钢的马氏体逆相变及奥氏体再结晶行为[J].金属热处理,2021,46(7):51-55.

Shi J T, Hou L G, Zuo J R, et al. Effect of cryogenic rolling and annealing on the microstructure evolution and mechanical properties of 304 stainless steel[J].International Journal of Minerals Metallurgy and Materials, 2017(6):38-45.

Wu X L, Jiang P, Chen L, et al. Extraordinary strain hardening by gradient structure[J].Proceedings of the National Academy of Sciences,2014,111(20):7197-7201.

Romero-Resendiz L, El-Tahawy M, Zhang T, et al. Heterostructured stainless steel: Properties, current trends, and future perspectives[J].Materials Science and Engineering:R: Reports,2022(150):100691.

Yang M, Pan Y, Yuan F, et al. Back stress strengthening and strain hardening in gradient structure[J].Materials Research Letters,2016,4(3):145-151.

史金涛,侯龙刚,左锦荣,等.304奥氏体不锈钢超低温轧制变形诱发马氏体转变的定量分析及组织表征[J].金属学报,2016,52(8):945-955.

李美玲.深冷轧制304奥氏体不锈钢超细化机理及性能控制[D].沈阳:东北大学,2016.

于帅,孙国胜.轧制温度对304不锈钢组织性能的影响[J].轧钢,2024,41(3):31-35.

张慧云,郑留伟,梁伟.退火工艺对304奥氏体不锈钢的组织演变及氢脆行为的影响[J].中国腐蚀与防护学报,2025,45(2):438-448.

艾峥嵘,于凯,吴红艳,等.超低温轧制304奥氏体不锈钢马氏体逆相变及组织表征[J].精密成形工程,2023,15(12):12-18.

丰玉玺,陈丽芳,陈安源,等.敏化处理对304不锈钢板晶间腐蚀的影响[J].热处理技术与装备,2017,38(1):15-17.

李毅.梯度结构金属材料研究进展[J].中国材料进展,2016,35(9):658-701.

王松涛,王威,单以银,等.高强高韧高氮奥氏体不锈钢的热加工工艺[J].世界钢铁,2009(1):46-49.

杨钒,黄建龙.304奥氏体不锈钢应变诱发马氏体的研究[J].材料热处理学报,2012(3):104-109.

刘文强,王丽君,张福成,等.超级奥氏体不锈钢发展及第二相调控研究现状[J].钢铁研究学报,2023,35(8):907-927.

胡赓祥,蔡珣,戎咏华.材料科学基础[M].上海:上海交通大学出版社,2010.

徐祖耀.马氏体相变与马氏体[M].北京:北京科学出版社,1999.




DOI: https://doi.org/10.33142/nsr.v3i3.20390

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