成品退火工艺对罐箱用316L奥氏体不锈钢组织及性能影响研究

　　316L属于超低碳奥氏体不锈钢，具有良好的强度、塑性、韧性和冷成型性能以及良好的低温性能。由于在304的基础上加入了质量分数为2%的Mo，赋予了此钢良好的耐还原性介质和耐点腐蚀能力。它是制造合成纤维、石油化工、纺织、化肥、造纸、印染及原子能工业用设备的重要耐蚀材料[1]。

　　罐式集装箱是一种国际标准集装箱外部框架的不锈钢容器，被广泛地应用在各种化工液体物资运输与储存中[2]。罐箱用的316L是在传统316L不锈钢的基础上针对罐箱行业对材料的特殊要求(见表1)而开发出的一种特种不锈钢。它除具有普通316L优异的耐腐蚀性能外，由于其碳及氮含量较普通316L高，从而增强了固溶强化的效果，因此具有更高的强度。

　　但由于该钢种属于超低碳不锈钢，碳及氮的加入量毕竟有限，因此限制了其固溶强化效果。为满足罐箱行业对材料常温及高温(130℃)强度的要求，研究超低碳不锈钢成品热处理工艺对其组织及性能的影响规律，并在此基础上通过合理的工艺处理使该不锈钢具有高强度、优异的塑性及耐蚀性的良好配合。

　　本文采用罐箱用316L不锈钢作为实验材料，研究了不同固溶温度、保温时间等工艺参数对该钢的组织、力学性能和耐晶间腐蚀性能的影响规律，为实际生产时成品热处理工艺的制定提供了依据。

　　1试验材料和方法

　　1.1试验材料

　　试验材料为山西太钢不锈钢股份有限公司生产的罐箱用316L不锈钢冷轧板，其化学成分见表2。试样厚度为4.4mm，其生产工艺为：AOD冶炼→修磨→热轧→原料退火→冷轧。试样经不同工艺热处理，之后对其进行精加工并完成各种性能检测。

　　1.2试验方法

　　对试样分别进行不同温度及不同时间的热处理试验，其工艺及试样编号见下页表3。热处理完成之后分别采用表1中所列标准对材料进行130℃高温拉伸检验、室温拉伸检验及晶间腐蚀检测，其中晶间腐蚀的敏化制度为675℃，保温1h，空冷。另外对部分试样进行了晶粒度评级和微观组织观察。

　　1.3试验设备

　　固溶处理在箱式电阻炉(SX3-8-13)中进行，在WE- 30液压压力试验机上进行室温拉力试验，在CMT5105试验机上进行高温拉伸检测，并采用LeicaDMR金相显微镜进行组织观察。

　　2试验结果及讨论

　　2.1不同工艺对钢室温和高温力学性能的影响

　　图1给出了不同退火工艺对钢的室温屈服强度Rp0.2、抗拉强度Rm及延伸率的影响。图2给出了不同热处理工艺对钢的高温屈服强度Rp0.2及Rp1.0的影响。结果表明钢的室温及高温强度(包括屈服强度及抗拉强度) 均随着固溶温度的提高及保温时间的延长而降低，但室温的延伸率则呈现相反的趋势。