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304奥氏体不锈钢具有良好的腐蚀性、耐热性、低温强度和机械性能;冲压、弯曲等热加工性好,无热处理硬化现象,无磁性。广泛的应用于家庭用品(餐具、橱柜、锅炉、热水器)、汽车配件、医疗器具、建材、化学、食品工业等。虽然304奥氏体不锈钢具有高韧性和塑性,但是由于其强度相对较低,因此限制了其在要求高强度环境下的应用。而且,受到其组织形态的影响,304奥氏体不锈钢不可能通过相变强化来提高强度,仅能通过冷加工变形及退火来提高强度。因此,本课题通过制定合理的轧制和退火工艺制度,使得实验钢的抗拉强度在700-900MPa之间,屈服强度在400-500MPa之间,延伸率大于40%。 本论文主要研究冷轧工艺(冷轧压下率)和遐火工艺(不完全退火和完全退火)对304奥氏体不锈钢组织性能的影响,论文的主要研究工作及结论如下: (1)利用热力模拟实验技术,研究了冷轧304奥氏体不锈钢的退火再结晶规律。当退火温度低于650℃,退火时间小于90s时,实验钢仅发生回复过程;而当保温时间达到120s时,实验钢发生了再结晶过程,表明相对低温的长时间保温过程同样可使实验钢发生再结晶过程;当退火温度在750~950℃之间,退火时间在30~120s之间时,实验钢均发生了明显的再结晶过程; (2)通过实验钢不完全退火工艺的研究,获得了不同冷轧压下率下可获得满足性能要求的工艺参数。具体如下:30%冷轧压下率:退火温度800~850℃,保温1min;抗拉强度780MPa左右,屈服强度440MPa左右,延伸率为48%左右;50%冷轧压下率:退火温度850~900℃,保温1min;抗拉强度770MPa左右,屈服强度在425~450MPa之间,延伸率51%左右;70%冷轧压下率:退火温度800~900℃,保温1min;抗拉强度在780~820MPa之间,屈服强度在420~480MPa之间,延伸率在51%左右; (3)通过实验钢完全退火工艺的研究,获得了不同冷轧压下率下可获得满足性能要求的工艺参数。具体如下:30%冷轧压下率:保温温度750~850℃,保温30min;抗拉强度在700~730MPa,屈服强度在445~500MPa,延伸率在52%左右;50%冷轧压下率:保温温度850℃,保温30min;抗拉强度为711MPa,屈服强度为429MPa,延伸率为53%;70%冷轧压下率:保温温度850℃,保温30min;抗拉强度为755MPa,屈服强度为468MPa,延伸率为51%; (4)在相同的退火条件下,大的冷轧压下率有利于获得更为细小和均匀的奥氏体晶粒,相应的力学性能更优;相同的冷轧压下率条件下,随着保温温度的升高,再结晶体积分数和晶粒尺寸逐渐增大,屈服强度和抗拉强度逐渐降低,延伸率呈逐渐增大趋势; (5)考虑到现场实际生产条件、工艺窗口的宽度以及产品表面质量等因素,综合分析认为该实验条件下获得的实验钢的力学性能最优。工艺如下:冷轧压下率70%,采用不完全退火工艺,工艺参数为:保温温度在800~900℃范围内,保温时间为1min。