Ag对奥氏体不锈钢组织和力学性能的影响

为深入了解Ag在不锈钢中的赋存与踪迹及其对微观组织和力学性能的影响,通过OM、SEM、二次离子质谱仪(SIMS)、EBSD和室温拉伸实验等测试手段研究了Ag含量对奥氏体不锈钢组织、织构和力学性能的影响规律。SIMS分析表明,Ag在奥氏体不锈钢中主要以Ag单质和AgxS及AgxN等化合物形式存在,主要分布于晶界处,少量分布于晶内。当Ag含量(质量分数)由0增加至0.062%时,奥氏体不锈钢的晶粒尺寸逐渐减小,平均晶粒尺寸由126μm减小至47μm,这是由于再结晶形核过程中粗大的Ag单质和AgxS及AgxN等化合物颗粒刺激再结晶形核(particle stimulated nucleation,简称PSN效应),而细小的Ag单质和AgxS及AgxN等化合物颗粒阻碍再结晶晶粒长大。EBSD结果表明,304、304Ag-1和304Ag-2不锈钢试样的最大极密度分别为3.24、2.71和2.22,表明Ag可以减弱奥氏体不锈钢的各向异性。随着Ag含量增加,奥氏体不锈钢的屈服强度和抗拉强度呈下降趋势,延伸率则呈上升趋势,且含Ag 304不锈钢与轧向呈0°、45°和90°方向的强度和延伸率一致性优于304不锈钢。在{111}〈110〉滑移系下晶粒的Schmid因子平均值随着Ag含量的增加而增大,晶粒中处于“软取向”的晶粒占比增多。

Ag对抗菌不锈钢组织性能的影响及其析出行为

在304L不锈钢的成分基础上,添加不同质量分数(0.072%~0.132%)的Ag,并对其热轧板进行固溶处理和冷轧,发现材料的显微组织均为均匀的奥氏体组织,且随着Ag含量的增加,屈服强度及伸长率变化均不明显。利用OM、SEM和TEM观察不同变形条件下材料中Ag颗粒变化,发现Ag颗粒主要为材料冶炼时未熔入到基体内的Ag,其在基体中弥散分布,呈椭球形或球形;Ag颗粒有2种存在形式,即几纳米到几十纳米的富Ag相、由多个纳米级Ag相团簇聚集在一起形成的几百纳米到几微米的Ag颗粒聚集物。另外,热轧后,富Ag颗粒聚集物沿轧制方向变成带状、棒状,部分分裂为椭球状或球状;进一步冷轧变形后,富Ag颗粒的尺寸减小,且变形量越大,Ag颗粒尺寸越小。