奥氏体不锈钢是一种常用的金属材料。高氮奥氏体不锈钢相比于传统的奥氏体不锈钢有很多的优异的性能,良好的屈服强度、拉伸强度和延展性能;同时具备高强度与高断裂韧性;高应变强化潜力;良好的耐腐蚀性能。高氮奥氏体不锈钢的优异性能使其逐渐的成为一种重要的材料被用于生产生活当中,对高氮奥氏体不锈钢的性能研究成了国内外的焦点。金属通过冷塑性变形可以使晶粒得到细化,通过这种方法可以提高金属的力学性能,适当温度的退火再结晶也可以使晶粒得到细化,能否运用此方法使得高氮无镍奥氏体不锈钢循环轧制再结晶的到细化的晶粒,使其性能变得更优异是本实验的研究内容。本文通过对常压冶炼的0Cr21Mn17MoNbN0.85高氮奥氏体不锈钢铸态情况下经固溶处理(1140℃)保温8 h)后进行冷塑性变形,使用冷轧机进行轧制,一共轧制四次,每次总下轧量为20%,两次轧制冷变形处理之间进行1000~oC退火再结晶处理(保温1 h),消除冷变形金属的加工硬化和内应力,对第三次轧制的试样在900、950、1000、1050~oC进行了1 h再结晶,对不同处理工艺下的材料的微观组织、力学性能进行分析。结果表明,经过轧制晶粒明显细化,塑性变形以平面滑移为主,形成滑移带组成的变形织构,再结晶后晶粒分布均匀,硬度呈下降趋势,之后趋于平稳。采用观察烧结试样的显微组织形貌,利用WDW-200型电子万能试验机进行拉伸实验,利用扫描电镜对拉伸后试样的微观组织进行分析。研究了再结晶温度和冷变形量对高氮无镍奥氏体不锈钢性能的影响。研究结果表明:(1)高氮无镍奥氏体不锈钢的铸态组织中有大量的树枝状晶和氮气孔,枝晶间存在未溶的片状氮化物,氮气孔在轧制过程中可以焊合。高氮无镍奥氏体不锈钢经过1140℃下固溶处理8h随后进行水淬,得到的高氮无镍奥氏体不锈钢的显微组织为单相奥氏体,组织中存在大量的退火孪晶且晶粒比较细小。(2)高氮钢无镍奥氏体不锈钢经过冷塑性变形(轧制)后的显微组织发生了变化,晶粒的尺寸变小,出现了退火孪晶,孪晶的存在阻碍了位错的运动,使得高氮钢具有很高的强度、硬度,良好的塑性、韧性。(3)高氮无镍奥氏体不锈钢经过冷塑性变形,可以提高其强度。随着变形量的增加,屈服强度、抗拉强度增加但塑性降低,50%变形量状态下的综合力学性能最好。通过退火再结晶处理可消除加工硬化现象,使塑性提高。(4)循环再结晶过程中,变形量达到一定程度后,再进行冷塑性变形高氮奥氏体不锈钢的性能会下降。第四次轧制总变形量达60%的综合性能低于第三次轧制总变形量达50%的性能。(5)通过对拉伸端口的观察可以了解到再结晶温度的升高可以提高高氮无镍奥氏体不锈钢的塑性。再结晶温度越高,韧窝增加,尺寸变大,塑性变强。再结晶温度应高于900℃,低于此温度进行再结晶处理综合性能较差。