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首页 > 新闻中心 > 行业知识 > 奥氏体不锈钢压力容器 应变强化 的一些基本知识生产许可证：奥氏体不锈钢压力容器 应变强化 的一些基本知识
奥氏体不锈钢的屈强比低，其许用应力由屈服强度决定，安全裕量过大，不能充分发挥其承载能力，造成材料浪费、设备增重。提高奥氏体不锈钢的屈服强度，是提高其许用应力、实现奥氏体不锈钢深冷容器轻量化的关键。
一、应变强化技术
应变强化技术有两种形式，即室温应变强化和低温应变强化。室温应变强化是在室温下对奥氏体不锈钢容器进行超压处理，达到提高强度的目的。低温应变强化是将成型容器放入装有液氮的模具中，当容器温度达到-196℃时，对容器进行施压强化，但因技术难度大、成本高，限制了其发展。
在室温下把奥氏体不锈钢拉伸到塑性变形，然后卸载，当再次加载时，材料的屈服强度将提高而塑性下降。室温应变强化技术就是利用这一原理，在室温下用洁净水对奥氏体不锈钢深冷容器内容器进行超压处理，使其产生一定量的塑性变形，通过提高奥氏体不锈钢屈服强度从而提高许用应力。
中国、美国、德国、澳大利亚等国家已用该技术制造奥氏体不锈钢深冷容器内容器。目前，关于应变强化的标准有AS 1210、EN 13458-2和EN13530-2以及ASME Ⅷ-1附录44等。
二、应变强化过程中的相变
奥氏体不锈钢经应变强化后的力学性能变化，以“屈服强度”的提高最为明显。
强化过程中应变诱发产生的马氏体，与原奥氏体组织相比，强度、硬度较高，并且马氏体相弥散分布在奥氏体基体上，产生钉扎作用，从而提高了不锈钢的屈服强度。此外，在拉伸过程中位错密度的增加以及位错塞积等，也能够使不锈钢的强度提高。
值得注意的是，镍作为奥氏体稳定化元素，能有效遏制奥氏体的马氏体相变。奥氏体不锈钢316系列比304系列镍含量更高，冷变形过程组织更稳定，相对不易发生形变诱发马氏体相变。
三、应变速率及应变量
有试验对304不锈钢在室温进行预拉伸，应变量由0增大到40%，屈服强度由未300MPa逐步增加至676 MPa，提高了1倍多。预拉伸量对抗拉强度基本没有影响，在预拉伸量为9%时材料的屈强比为0.62，塑性相对较好。一些国外标准与实践中，也要求应变强化后应变集中部位的残余应变不得超过9%或10%。
另有研究表明，合适的应变速率能够使奥氏体不锈钢的强度显著提高，同时保持一定的塑韧性，但太慢的应变速率会使材料产生锯齿屈服行为，可能致使其塑性失稳。
四、对疲劳寿命及抗应力腐蚀性能的影响
应变强化可以提高奥氏体不锈钢的疲劳寿命，原因在于强化过程中应变诱发的马氏体在位错边界起到钉扎作用，不过钉扎力极小，若应力幅较大，位错将克服钉扎力继续运动，导致疲劳性能下降。
研究发现奥氏体不锈钢经过室温应变强化后，其在42% MgCl2的应力腐蚀敏感性增大。应变诱发马氏体相变是主要原因。
奥氏体不锈钢经过应变强化后，控制应变量可以提高屈服强度，同时保有一定的塑性; 在一定的应力幅下，应变强化对奥氏体不锈钢的疲劳性能是有利的; 应变强化后，奥氏体不锈钢的应力腐蚀敏感性提高。
参考文献：
[1] 郑津洋, 郭阿宾, 缪存坚, 等. 奥氏体不锈钢深冷容器室温应变强化技术[J]. 压力容器, 2010, 27(8).
[2] 王宁，王娟， 李亚江. 奥氏体不锈钢应变强化研究现状[J]. 压力容器， 2018， 35(4).
[3] 李青青，缪存坚， 晓风清， 等. 奥氏体不锈钢压力容器应变强化若干问题探讨[J]. 中国特种设备安全， 2015， 38(11).
一、应变强化技术
应变强化技术有两种形式，即室温应变强化和低温应变强化。室温应变强化是在室温下对奥氏体不锈钢容器进行超压处理，达到提高强度的目的。低温应变强化是将成型容器放入装有液氮的模具中，当容器温度达到-196℃时，对容器进行施压强化，但因技术难度大、成本高，限制了其发展。
在室温下把奥氏体不锈钢拉伸到塑性变形，然后卸载，当再次加载时，材料的屈服强度将提高而塑性下降。室温应变强化技术就是利用这一原理，在室温下用洁净水对奥氏体不锈钢深冷容器内容器进行超压处理，使其产生一定量的塑性变形，通过提高奥氏体不锈钢屈服强度从而提高许用应力。
中国、美国、德国、澳大利亚等国家已用该技术制造奥氏体不锈钢深冷容器内容器。目前，关于应变强化的标准有AS 1210、EN 13458-2和EN13530-2以及ASME Ⅷ-1附录44等。
二、应变强化过程中的相变
奥氏体不锈钢经应变强化后的力学性能变化，以“屈服强度”的提高最为明显。
强化过程中应变诱发产生的马氏体，与原奥氏体组织相比，强度、硬度较高，并且马氏体相弥散分布在奥氏体基体上，产生钉扎作用，从而提高了不锈钢的屈服强度。此外，在拉伸过程中位错密度的增加以及位错塞积等，也能够使不锈钢的强度提高。
值得注意的是，镍作为奥氏体稳定化元素，能有效遏制奥氏体的马氏体相变。奥氏体不锈钢316系列比304系列镍含量更高，冷变形过程组织更稳定，相对不易发生形变诱发马氏体相变。
三、应变速率及应变量
有试验对304不锈钢在室温进行预拉伸，应变量由0增大到40%，屈服强度由未300MPa逐步增加至676 MPa，提高了1倍多。预拉伸量对抗拉强度基本没有影响，在预拉伸量为9%时材料的屈强比为0.62，塑性相对较好。一些国外标准与实践中，也要求应变强化后应变集中部位的残余应变不得超过9%或10%。
另有研究表明，合适的应变速率能够使奥氏体不锈钢的强度显著提高，同时保持一定的塑韧性，但太慢的应变速率会使材料产生锯齿屈服行为，可能致使其塑性失稳。
四、对疲劳寿命及抗应力腐蚀性能的影响
应变强化可以提高奥氏体不锈钢的疲劳寿命，原因在于强化过程中应变诱发的马氏体在位错边界起到钉扎作用，不过钉扎力极小，若应力幅较大，位错将克服钉扎力继续运动，导致疲劳性能下降。
研究发现奥氏体不锈钢经过室温应变强化后，其在42% MgCl2的应力腐蚀敏感性增大。应变诱发马氏体相变是主要原因。
奥氏体不锈钢经过应变强化后，控制应变量可以提高屈服强度，同时保有一定的塑性; 在一定的应力幅下，应变强化对奥氏体不锈钢的疲劳性能是有利的; 应变强化后，奥氏体不锈钢的应力腐蚀敏感性提高。
参考文献：
[1] 郑津洋, 郭阿宾, 缪存坚, 等. 奥氏体不锈钢深冷容器室温应变强化技术[J]. 压力容器, 2010, 27(8).
[2] 王宁，王娟， 李亚江. 奥氏体不锈钢应变强化研究现状[J]. 压力容器， 2018， 35(4).
[3] 李青青，缪存坚， 晓风清， 等. 奥氏体不锈钢压力容器应变强化若干问题探讨[J]. 中国特种设备安全， 2015， 38(11).
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