Production of nano/submicron grained AISI 304L austenitic stainless steel through formation of strain-induced martensite and its reversion to austenite are studied in this paper. The effects of annealing parameters on the microstructural development and mechanical properties are also investigated. Heavily cold rolling at 0 °C is employed to induce the formation of martensite in the metastable austenitic material, followed by reversion treatment at the temperature range of 700–900 °C for 0.5–300 min. Microstructural evolutions are analyzed using Feritscope, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy, whereas the mechanical properties are determined by hardness and tensile tests. The smallest grain size (about 135 nm) is obtained in the specimen annealed at 700 °C for 20 min. The resultant nano/submicron grained steel not only exhibits a high strength level (about 1010 MPa) but also a desirable elongation of about 40%. Moreover, an annealing map is developed which indicates the appropriate range of annealing parameters for grain refinement of AISI 304L stainless steel through the martensite reversion process

چکیده

در این مقاله، تولید نانو فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 L ریز دانه، توسط تشکیل کرنش های ناشی از استحاله مارتنزیت و برگشت آن به فاز آستنیت مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تاثیر پارامتر های عملیات حرارتی تابکاری (آنیل کردن) روی تغییرات ریز ساختار و خواص مکانیکی فولاد، مورد مطالعه قرار گرفت. نورد سرد سنگین (در دمای صفر درجه سلسیوس) برای تشکیل فاز مارتنزیت در ماده آستنیتی فوق اشباع انجام شد؛ سپس عملیات حرارتی برگشتی (تمپر کردن) در محدوده دمایی °C 900 – 700 در زمان های نیم دقیقه الی 30 دقیقه انجام گرفت. ارزیابی ریز ساختار توسط روش های آنالیز فریت اسکوپ، پراش اشعه x و میکروسوپ الکترونی روبشی انجام گرفت؛ همچنین برای تعیین خواص مکانیکی، آزمون های سختی سنجی و کشش انجام شدند. کمترین اندازه دانه ( nm 135) برای نمونه عملیات حرارتی شده در دمای °C 700 و زمان 20 دقیقه به دست آمد. نانو فولاد ریز دانه (زیر میکرون) تولید شده، همزمان منجر به دست یابی استحکام بالا (حدود MPa 1010) و درصد ازدیاد طول مطلوب حدود 40% گردید. علاوه بر آن، نمودار های عملیات آنیل به دست آمده، محدوده ی مناسب پارامتر های عملیات حرارتی برای ریز دانه کردن فولاد زنگ نزن 304 L توسط فرآیند مارتنزیت برگشتی را مشخص کردند.

1-مقدمه

فولاد های زنگ نزن آستنیتی (ASSs) عموما دارای مقاومت به خوردگی بالا، انعطاف پذیری زیاد و جوش پذیری عالی می باشند. هر چند، استحکام تسلیم این فولاد ها در شرایط آنیل شده نسبتا پایین می باشد ]1و2[. لذا، این فولاد ها برای کاربرد های ساختمانی مناسب نیستند. مکانیزم های مختلفی برای استحکام بخشی به فولاد های ASSs وجود دارند که شامل ریز دانه کردن، استحکام بخشی توسط محلول جامد و کار سختی می باشند ]3و4[...