304不銹鋼鉚釘產生磁性的原因及影響

1#乙二醇EO擴能改造項目新添加的一批設備（E-450、D-450等）運至現場時，我們發現其奧氏體不銹鋼封頭（折邊左近）帶有較大的磁性。眾所周知，奧氏體不銹鋼是不應有磁性的。最后疑心所用的不銹鋼資料不合格，經過光譜檢測，未發現資料有異常，均為合格的S30408不銹鋼。在與制造廠方技術人員溝通交流，及查閱學習相關材料后，根本確定封頭發生磁性是由于奧氏體不銹鋼在冷加工形變進程中組織發作了變化，局部奧氏體轉變為馬氏體。而體心立方構造的馬氏體是具有磁性的。

那么，馬氏體組織發生的緣由，與哪些因素有關，對設備的使用性能能否有影響，如何防止發生馬氏體等成績是作為運用單位及設備管理人員需求關注的。

2 馬氏體發生的緣由及影響要素依照組織成分的不同，不銹鋼可以分為鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼及沉淀硬化相不銹鋼，其中奧氏體不銹鋼是使用量最大的一種。由于組織構造的緣由，奧氏體不銹鋼實際上是沒有磁性的，但是經過冷加工后常用的18-8系列（304等）奧氏體不銹鋼常常會發生磁性，特別是封頭、彎管等加工水平較大的部件尤為分明。國內外的一些研討研討標明，這些封頭的部件發生磁性的緣由次要是奧氏體不銹鋼經冷加工成型，局部奧氏體會發作馬氏體轉變。

2.1馬氏體轉變機理

通常馬氏體組織可以經過淬火工藝處置而失掉，行將鋼加熱到奧氏體轉變溫度以上，保溫一定工夫，使鋼充沛奧氏體化后，疾速冷卻。當奧氏體降至馬氏體轉變溫度Ms點以下，其組織就開端轉變為馬氏體，不斷到溫度Mf點中止轉變。實驗研討標明，當奧氏體不銹鋼經冷加工成型時，局部奧氏體由于遭到拉、壓應力也會發作馬氏體轉變，且馬氏體與奧氏體共用晶格，以切變方式在極短時間內發作無分散相變，這種馬氏體又稱為形變馬氏體。

2.2影響馬氏體轉變的要素

影響馬氏體轉變的要素次要有：奧氏體不銹鋼的穩定性，加工變形量，加工辦法等。

2.2.1化學成分的影響

依照奧氏體的穩定性，奧氏體不銹鋼可分為穩態和亞穩態奧氏體不銹鋼。亞穩態奧氏體不銹鋼在冷變形下更容易發生馬氏體，如304、304L、321冷加工較易發生馬氏體，而316、316L根本不發生馬氏體。

奧氏體不銹鋼的穩定性由其化學成分決議，Ni、N、C、Mn等奧氏體化元素越多，奧氏體就越波動；而Cr、Mo、Nb等鐵素體化元素在固溶體中具有擴散作用，在含量適宜的狀況下，能阻止奧氏體轉變為馬氏體，但是過量時又會促使奧氏體向馬氏體、鐵素體轉化。

2.2.2加工變形量的影響在相反條件下，加工變形量越大，發生的形變馬氏體量越大。

2.2.3 加工辦法的影響奧氏體不銹鋼封頭的成形加工普通采用冷沖壓或冷旋壓，冷沖壓采用規范模具一次沖壓成形；冷旋壓是應用兩模具的重復擠壓作用而成形。冷沖壓加工水平較為劇烈（變形速度快），在相反條件下發生形變馬氏體含量較高。此外，馬氏體的發生還與加工溫度有關，加工溫度越高，形變馬氏體含量越低。

3 馬氏體相變對設備功能的影響

奧氏體是面心立方構造，而馬氏體是體心立方構造；馬氏體的密度低于奧氏體，所以發作轉變后體積會收縮，從而惹起外部的剩余應力。奧氏體組織晶粒較細，強度及韌性等綜合力學性能較好，而馬氏體組織硬度較高、塑性差。當馬氏體相變量較大時，對鋼材的功能影響不容忽視。

1）由于體積的變化，馬氏體相變會惹起外部剩余應力，能夠會招致設備發生裂紋等缺陷。
2）馬氏體的電位比奧氏體低，在腐蝕介質環境下，馬氏體絕對于奧氏體為陽極，優先被腐蝕，形成不銹鋼電化學腐蝕。
3）有學者以為，亞穩態不銹鋼的部分腐蝕與形變馬氏體量之間存在一定關系。
4）由于存在剩余應力和電化學腐蝕條件，形變誘發馬氏體被以為是奧氏體不銹鋼在CL離子環境中發生應力腐蝕的重要緣由之一。

4 預防措施依據馬氏體發生的緣由及影響要素，其預防措施次要有以下幾種：

1）在訂購封頭鋼板時，在規范允許范圍內進步奧氏體化元素的含量。
2）資料晉級，采用316L、310等Ni含量較高的資料
3）改良加工工藝。如某廠家開發了一種新工藝，封頭冷沖壓預壓，然后停止加溫至大約250℃旋壓。由于采用預壓，增加重復壓制從而增加了馬氏體相變量，且旋壓溫度250℃,高于Md（加工惹起馬氏體相變的溫度下限），因而可以防止奧氏體不銹鋼冷加工發生的較大磁性。
4）固熔熱處理，可完全消弭磁性及加工硬化景象。但固熔處置本錢較高，且對封頭尺寸變形影響較大。
5）增強各環節質量管理，嚴格控制原材料質量，嚴格遵守加工工藝規程。