【摘 要】
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S31254超级奥氏体不锈钢因其成分中含有大量铬、镍、钼等合金元素而具有良好的耐蚀性能,被广泛地应用于烟气脱硫、海水淡化、造纸工业等极端环境中。然而热轧态的材料中存在大量的析出相,研究表明,通过微量硼元素调控抑制合金元素偏聚可加速析出相回溶,但对硼微合金化S31254超级奥氏体不锈钢进行固溶处理,析出相虽然回溶,但材料的晶粒尺寸又会大大增加,这将不利于材料耐蚀性能和力学性能。因而如何在不析出第二相
【基金项目】
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国家自然科学基金（Grant No.U186024, No.51871159）；
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S31254超级奥氏体不锈钢因其成分中含有大量铬、镍、钼等合金元素而具有良好的耐蚀性能,被广泛地应用于烟气脱硫、海水淡化、造纸工业等极端环境中。然而热轧态的材料中存在大量的析出相,研究表明,通过微量硼元素调控抑制合金元素偏聚可加速析出相回溶,但对硼微合金化S31254超级奥氏体不锈钢进行固溶处理,析出相虽然回溶,但材料的晶粒尺寸又会大大增加,这将不利于材料耐蚀性能和力学性能。因而如何在不析出第二相的情况下,优化材料的组织结构,成为了提高材料性能的关键。晶界工程处理可以改善面心立方晶体晶界特征分布、耐蚀性能以及力学性能。经过从上世纪80年代以来几十年的发展,该理论已日趋完善。本论文通过晶界工程处理来尝试改善固溶处理后硼微合金化S31254超级奥氏体不锈钢的组织结构及性能。实验先通过不同条件冷轧+退火的热机械处理来研究晶界工程对材料组织结构的影响;进一步应用电化学方法、沸腾硫酸-硫酸铁溶液浸泡以及拉伸实验测试评价了晶界工程处理后材料的耐蚀性能及力学性能。通过对一系列实验结果的分析,可以得出以下结论:（1）晶界工程处理的冷轧过程中,当压下量较小时,冷变形后试样中晶粒的大小与固溶态对比并无明显差别,且晶粒变形比较均匀;当冷变形量较大时,试样中出现了高密度位错,在显微组织结构中体现为晶粒中出现褶皱状形貌。（2）小变形冷轧后,1160℃、1170℃、1180℃退火5、10、20min的晶界工程后样品的平均晶粒尺寸有所改善,试样在随后的退火过程中形成了大量的退火孪晶。大变形冷轧之后,低温退火无法消除变形引起的形变孪晶,且退火时间加长会引起第二相析出;而1120℃-1180℃高温短时退火10min,实验用S31254-40B超级奥氏体不锈钢发生再结晶退火,晶粒尺寸得到优化,孪晶数量和密度增加。（3）大/小变形量冷轧+高温短时退火晶界工程处理后,孪晶界的数量增加,增加了钝化膜形成元素向试验钢表面扩散的通道,钝化膜更易形成且更为致密,同时,孪晶界为低能晶界,因而晶界工程之后实验钢耐点蚀性能和耐晶间腐蚀性能提高。（4）小变形量冷轧+高温短时退火晶界工程处理之后,晶粒细化,试样中孪晶界数量增加,阻碍了位错的滑移,因而材料的强度提升,且晶粒细化之后,受到外力发生塑性变形可分散在更多的晶粒内进行,应力集中较小,塑性变形较均匀,材料塑性增强。
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