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本文利用新颖的铝热反应法一步合成纯净的大尺寸纳米晶/微米晶复合304、316L不锈钢,并结合课题组前期工作积累,对纳米晶/微米晶复合304、316L不锈钢进行轧制研究,探索轧制参数对材料性能的影响及作用机制,为纳米/微米晶复合不锈钢的应用奠定理论基础。总结研究结果可归纳为以下几条: (1)铝热法制备的纳米晶/微米晶复合304不锈钢经过轧制后性能提高的非常明显。在1000℃,800℃,700℃和600℃轧制80%变形量时随着轧制温度的降低,硬度,强度逐渐增加,延伸率有所降低。先1000℃轧制40%变形量后再在700℃和600℃轧制时,随着轧制变形量的增加,硬度及强度逐渐增加,延伸率逐渐降低。复合结构304不锈钢在1000℃经过40%热轧后再在600℃-70%变形量轧制后,性能达到最优值,材料的抗拉强度,屈服强度和硬度分别为965MPa,873MPa和318HV,且延伸率达到了18.8%。 (2)纳米晶/微米晶复合316L不锈钢经过轧制以后兼备较高的强度和良好的塑性。在800℃,700℃和600℃轧制80%变形量时随着轧制温度的降低,硬度,强度逐渐增加,延伸率也降低。先800℃轧制40%变形量后再在700℃和600℃轧制时,随着轧制变形量的增加,硬度及强度逐渐增加,延伸率也同时增加。对不锈钢在800℃下进行40%变形量的轧制后再在600℃进行70%变形量的轧制后,性能达到最优值,其抗拉强度,硬度和延伸率分别达到了985MPa,318HV和20%。 (3)通过显微组织的分析可知,纳米/微米复合不锈钢经过轧制以后复合结构仍然存在,通过对比304-1000℃-40%-700℃-70%和316L-800℃-40%-600℃-70%轧制态,等温处理态和固溶态的性能可知,复合结构对性能的提高有很大作用。复合304,316L不锈钢轧制后性能的提高是由于纳米/微米晶复合结构的优化和加工硬化共同导致的。 (4)经过温度梯度轧制的304和316L不锈钢的耐晶间腐蚀速率都随轧制变形量的增加而减小,且固溶以后耐晶间腐蚀速率急剧变差,轧制后的材料兼备良好的力学性能和耐腐蚀性能。