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本文针对石油、化工领域所用的部分AISI304奥氏体不锈钢稳定性较差，形成部分α马氏体，导致乙烯、液氢等存贮容器和输送管路发生超低温脆性断裂、甚至环境氢脆的问题。借助于X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等近代冶金分析技术，研究了AISI304奥氏体不锈钢在允许的范围内变化成分时ε马氏体(hcp)和α马氏体(bcc)相变规律，以及力学性能的变化规律。研究内容包括：①热诱发马氏体相变特征；②室温和超低温(77K)应变诱发马氏体相变特性，以及对形变强化行为的影响；③室温预应变对热诱发马氏体相变的影响；④Cu对AISI304奥氏体不锈钢应变诱发马氏体相变及对其加工硬化速率的影响。
为达到上述研究目的，首先根据AISI304钢标准冶炼3炉钢，将C、Mn、Cr和Ni含量分别控制在上、中和下限，分别在室温和液氮温度下拉伸，研究应变诱发α马氏体相变倾向对C、Mn、Cr和Ni含量的敏感性，并研究应变诱发α马氏体相变倾向与力学行为变化的相关性，同时为考核室温变形结构件在超低温使用的安全性，还研究了室温预应变对超低温度(-196℃)热诱发马氏体相变的影响。最后研究了Cu对中限C、Mn、Cr、Ni钢应变诱发马氏体相变倾向，以及对其加工硬化速率的影响，通过研究得出了下述主要结果：
1、AISI304奥氏体不锈钢在允许的成分范围内改变C、Mn、Cr和Ni，应变诱发α马氏体相变倾向差异很大，结果表明：只要将C、Mn、Cr和Ni控制在中限以上，在液氮温度组织稳定，可保证结构的安全性。
2、应变诱发α马氏体相变使拉伸力学性能呈现复杂的变化，较快的α马氏体形成速率提高了加工硬化速率，但随后的应变累积也在α马氏体组织内发生，最终使相变倾向较大的钢塑性反而下降。
3、室温预变形增大C、Mn、Cr和Ni下限钢的热诱发马氏体相变倾向，因此限制了其在高精度构件上的应用，同时也增大了低温环境下使用的危险性。
4、Cu对AISI304奥氏体不锈钢应变诱发马氏体相变的影响主要表现为：Cu的加入抑制了ε马氏体(hcp)的形成，并降低减少应变诱发α马氏体相变倾向，并对加工硬化行为产生较大的影响。