含铌316不锈钢晶界特征分布优化工艺的探索

供稿|王坤，陈文觉 / WANG Kun, CHEN Wen-jue

含铌316不锈钢晶界特征分布优化工艺的探索

The Optimization Process of Grain Boundary Character Distribution in 316 Austenitic Stainless Steel Including Nb

供稿|王坤1，陈文觉2/ WANG Kun, CHEN Wen-jue

内 容 导 读

晶界工程[1]可以提高镍基合金[2]、铜[3]、铅基合金[4]、奥氏体不锈钢[5]等低层错能面心立方金属材料与晶界相关的性能[6]，由于316 SS层错能低，容易产生退火孪晶，通过晶界工程可以有效提高316 SS的低ΣCSL晶界比例，这种低ΣCSL晶界比例的提高，可使材料的晶界特征分布得到优化，从而改善其抗晶间腐蚀能力，因此近年来很多研究者为提高不锈钢中低ΣCSL晶界比例做了大量工作[7-9]：

（1）单道次形变热处理。有两种工艺：一种是经过小变形量（3%～8%）的冷变形，在略高于再结晶温度以上进行退火，退火时间很长，有的达到几十个小时[10]；另一种通过小变形量的冷变形，然后在再结晶温度以上较高的温度下进行短时间的退火，一般是几十分钟[11]。

（2）多道次形变热处理[12]。通常材料经过中等量（5%～30%）的冷变形，然后在较高温度进行再结晶退火处理，并且将这一处理工艺反复多次，来达到提高材料低ΣCSL晶界比例的目的。多次重复冷处理和退火处理虽然改善材料的腐蚀敏感性，但是大量的实验[13]证明它在提高低ΣCSL晶界比例上效果不是很理想，同时也增加了晶界工程的成本。

本文就是通过晶界工程，分别采用了低温长时间的再结晶退火工艺和高温短时间的再结晶退火工艺来探索提高含铌316 SS中低ΣCSL晶界比例的工艺。

试验方法

实验用厚度为2 mm热轧316不锈钢板，化学成分如表1所示。

表1 316不锈钢的化学成分（质量分数）