不锈钢纤维丝(不锈钢纤维的特点)
导语：不锈钢纤维
退火处理对冷拉316L不锈钢纤维组织和力学性能的影响
1.再结晶退火过程中的微观结构演变
1.1再结晶晶粒的演变图8显示了直径为20 m的拉伸纤维在983 K下退火不同保温时间的金相图。可以看出，一些新再结晶的核位于初始变形晶界(图8(a))，这表明退火5分钟后已经发生再结晶。当保持时间ex趋于15分钟时，再结晶晶粒的体积分数显著增加(图8(c))，并且再结晶晶粒的尺寸随着保持时间的进一步增加而在一定程度上增加。
在纤维直径为8 m的情况下，如图9所示，延长退火时间也导致再结晶晶粒的尺寸和体积分数增加。然而，与20 m(图8(a))相比，直径为8 m的纤维在983 K下退火5分钟后的再结晶度明显提高(图9(a))，这意味着直径较小的纤维中更早开始再结晶。此外，在两种拉伸纤维中观察到的沉淀在退火后几乎消失。
图10和11分别示出了两种纤维在不同温度下平均再结晶晶粒尺寸D和再结晶晶粒体积分数Xv随退火时间t的变化。结果表明，提高退火温度或延长保温时间都可以促进退火温度的提高
1.2晶界和孪晶界的演化
图13示出了从直径分别为20 m和8 m的316升不锈钢纤维的纵向截面获得的5分钟的OIM图。在983 K的退火温度下，可以观察到两种退火后的表观再结晶晶粒
图14.不同退火处理前后316升不锈钢纤维晶界和σ3晶界的相对频率。(a) 20米，(b) 8米
从图14中可以注意到，直径为8 m的退火后的纤维的晶界部分和σ3晶界部分高于20 m。同时，取向角在10°到15°范围内的晶界部分显示出与晶界部分和σ3晶界部分相似的规律性。因此，直径为20 m的退火态纤维中磁导布的低分数表明，在再结晶过程中，当磁导布转变为磁导布和自生磁导布时，发生了快速迁移。而对于直径为8 m的纤维，磁晶棒在再结晶演化过程中起着重要作用。
1.3纹理进化
图16.不同直径的316升不锈钢纤维在不同温度下退火5分钟的平均功率因数(a) 20 m，983 K，(b) 20 m，1003 K，(c) 8 m，983 K，(d) 8 m，1003 K
图16显示了在不同温度下退火的两种316升不锈钢纤维的IPF。可以发现，两种退火纤维的主要织构类型仍然是< 111 >和< 100 >组分，这与拉伸纤维中的织构相似。与直径为20 m的拉伸纤维相比(图5)，在重结晶早期< 111 >织构的强度显著增强，而< 100 >织构的强度降低(图16(a))。随着退火温度上升到1003 K(图16(b))，< 111 >织构的强度明显降低，伴随着< 100 >组分的强度增加，并且总强度减弱。直径为8 m的纤维在983 K退火5分钟后形成了几乎单一的强< 100 >织构(图16(c))，这与直径为20 m的纤维明显不同。随着温度的升高，织构的强度保持在较高水平(图16(d))。结果表明，316L不锈钢纤维中不同织构成分的再结晶速率不同，不可避免地会导致不均匀再结晶。
2.机械性能
图18.直径为20 m (a)和8 m (b)的316L不锈钢纤维的室温拉伸曲线。
图18显示了直径分别为20 m和8 m的316升无染色钢纤维的典型拉伸应力-应变曲线。表3总结了由拉伸应力-应变曲线得出的初始丝和纤维的机械性能。不同直径的拉伸纤维显示出比初始丝更高的极限拉伸强度。在983 K退火后，与相应的拉伸纤维相比，纤维表现出相对较低的极限拉伸强度。延长退火时间会导致极限拉伸强度进一步降低。显示了拉伸和退火纤维的有限拉伸断裂伸长率(< 1.2%)，应变硬化可忽略不计，但直径20 m退火30分钟除外。图19显示了单轴拉伸试验后典型样品的断裂形态。与直径为8 m的纤维(图19(c))相比，直径为20 m的拉伸纤维(图19(a))显示出沿规格部分更均匀的变形。在983 K退火5分钟后，直径为20 m的纤维(图19(b))显示出显著的应变局部化颈缩，而直径为8 m的纤维的颈缩程度明显降低(图19(d))。
3.总结
用束拉伸法制备直径为20和8 m的316升不锈钢纤维，在963 ~ 1003K的温度下，以不同的保温时间进行退火。通过光学显微镜观察、电子背散射衍射(EBSD)技术、透射电子显微镜分析和拉伸性能测试，研究了纤维微观结构和力学性能的演变。平均再结晶晶粒尺寸和再结晶晶粒的体积分数都随着退火温度或保温时间的增加而增加。约翰逊-梅尔-阿夫拉米-科尔莫戈罗夫(JMAK)指数n的低值可归因于原始微观结构的不均匀性。孪晶界在变形和再结晶成核过程中起着积极的作用。直径为8 m的纤维早期开始再结晶与较大的变形量和较细的原始晶粒密切相关。退火后纤维的织构与拉伸后纤维的织构相似，即< 111 >和< 100 >取向。与< 100 >取向相比，拉伸纤维中的< 111 >取向区域可以作为再结晶成核的优先位置。直径为8 m的纤维的加速成核和再结晶的有限生长使其再结晶晶粒尺寸保持在小的水平。纤维的抗拉强度随着再结晶的发生而降低，在983 K下退火30分钟的纤维的抗拉强度值几乎下降到拉伸状态的一半。大多数纤维表现出有限的拉伸伸长率，断裂时的塑性应变可以忽略不计。
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