含N量对Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的析出行为及力学性能的影响

来源期刊：金属学报2018年第1期

论文作者：秦凤明 李亚杰 赵晓东 何文武 陈慧琴

文章页码：55 - 64

关键词：Mn18Cr18N奥氏体不锈钢;析出行为;显微组织;力学性能;

摘    要：采用JmatPro软件、OM、SEM和TEM等方法研究了不同含N量的Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的析出行为及其对力学性能的影响。结果表明:析出物主要为六方结构的Cr₂N和少量M₂₃C₆,其中氮化物Cr₂N优先沿着晶界析出,随后以不连续胞状方式向奥氏体晶粒内部生长。随着N含量的增加,Cr₂N氮化物的析出变得更加敏感,当N含量为0.7%时,Cr₂N氮化物的最敏感析出温度为750℃,孕育期仅为10 min;而碳化物M₂₃C₆主要以颗粒状形式形成在奥氏体晶界上,与相邻的奥氏体晶粒保持相同的位向关系。力学性能测试结果表明,Cr₂N氮化物的析出对Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的强度有较小的影响,但对于塑性却有强烈的恶化作用。时效后Cr₂N的析出导致伸长率和断面收缩率明显降低,伸长率从52.9%降低到27.7%,断裂模式也随着Cr₂N氮化物数量的增加从韧性断裂转变为脆性的沿晶断裂和穿晶断裂。TEM分析表明,固溶态试样在拉伸变形过程中通过滑移和孪生方式协调变形,呈现了良好的塑性变形能力。而时效后,位错通过滑移和繁殖最终堆积在Cr₂N片层之间和颗粒状M₂₃C₆周围,降低了Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的塑性变形能力。