304奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性、塑性及热加工性能,成为目前最重要的工程材料之一。其主要性能取决于其室温组织,304不锈钢的凝固组织通常由铁素体和奥氏体组成,铁素体和奥氏体的形态、分布与冷却速率及后续的固态相变过程密切相关。近年来,随着不锈钢薄板连铸连轧、激光重凝等快速凝固技术的发展,对不锈钢凝固组织的研究,特别是快速凝固不锈钢凝固组织的演化已成为近十年来不锈钢研究领域的重点。本论文采用普通金属模铸、激光重凝和单辊旋淬三种凝固技术,在比较宽泛的冷却速率范围内(100-106 k/s),研究了304奥氏体不锈钢凝固组织的形成及演化规律。结合光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM、EDS)、电子背散射衍射(EBSD)及透射电镜(TEM)等观察,分析304奥氏体不锈钢凝固组织中铁素体和奥氏体的形成机理和转变机制。模铸304不锈钢的凝固组织为奥氏体和骨骼状铁素体的混合组织,随冷却速率的增加,团簇骨骼状6-铁素体粗化。冷却速率较低时(-2℃/s),凝固组织中同时存在高温6-铁素体和板条状低温a-铁素体。其中板条状低温α-铁素体形成于后期的固态相变过程,随着温度的降低,奥氏体稳定性下降,板条状低温α-铁素体依附δ/γ界面形核并长大,并向奥氏体基体生长,形成典型的魏氏组织。低温α-铁素体和奥氏体之间存在着特定的晶体取向关系：N-W关系(011)α//(111)γ, [111]α//[011]γ;K-S关系(110)α//(111)γ,[001]α//[011]γ。采用激光重凝和单辊旋淬两种快速凝固技术,研究了快速凝固条件下304奥氏体不锈钢凝固组织的形成及演化规律。激光重凝304奥氏体不锈钢的重凝区形态为月牙形。从重凝区底部到顶部,其凝固组织变化规律如下：基体→板条状铁素体→块状铁素体组织→蠕虫状铁素体。重凝区底部与基体接触的凝固组织中出现一层细小的再结晶铁素体晶粒,新相铁素体直接依附再结晶铁素体晶粒外延生长,随后铁素体晶粒之间的液相转变为奥氏体。在冷却速率较快的重凝区底部,会形成板条状铁素体组织。板条状铁素体与奥氏体之间具有特定的晶体取向关系(N-W关系)：(110)α//(111)γ,[001]α//[011]γ。单辊旋淬快速凝固304奥氏体不锈钢薄带的凝固组织中,靠近辊轮一侧为全奥氏体组织,随着辊轮转速的增加,全奥氏体区域逐渐变宽。而在薄带的另一侧,转速较低时为骨骼状组织,转速较快时为条带状组织。条带组织中的奥氏体晶粒之间的晶体取向差较大,而铁素体的晶粒间的取向差较小。铁素体具有明显的织构,而奥氏体的织构较为分散。条带状铁素体与奥氏体之间具有特定的晶体取向关系为(N-W关系)：(110)α//(111)γ,[111]α//[101]γ。