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304不锈钢,是以Cr、Ni为主要合金元素的奥氏体不锈钢。它具有塑性好、易于加工、焊接性好、耐蚀性高等优异的品质,目前被广泛应用于交通运输业、航空航天、石油化工、食品加工、医疗等各个领域。然而,随着经济的迅速发展,各类设备的复杂程度和所需性能要求越来越高,再加上各种环境因素耦合作用,人们对薄板304不锈钢的力学性能提出了更多的要求。尤其在汽车行业,由于汽车轻量化具有节能和环保的双重效果,目前汽车轻量化设计是各国汽车技术发展规划中的重要思想。因此,如何通过新的工艺过程使304不锈钢具有较高的强度和较好的塑性,对不锈钢的发展及环境保护有着重要意义。本文研究了304不锈钢的力学性能和显微组织在冷轧及退火工艺后的变化规律。冷轧304不锈钢的总压下量为66.7%,相邻两道次间采用400℃保温10min；对冷轧钢板分别在550℃、650℃、750℃、850℃、950℃退火5min及770℃、790℃、810℃退火3min,通过准静态及高速拉伸实验,研究其在不同条件下的显微组织和力学性能的变化。通过XRD衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、透射电子显微镜等对不同条件下的微观组织进行分析,并研究其断裂机制。结果表明：原始态304不锈钢晶粒大小为-40μm,冷轧后晶粒碎化,含有条状马氏体组织,750℃退火时,部分再结晶已经开始,950℃退火晶粒长大到10～15μm；冷轧后样品的屈服强度和抗拉强度分别达到1700MPa和1620MPa,延伸率为12.3%；进行不同温度的退火后,屈服强度和抗拉强度均随着退火温度升高而减小,延伸率随温度升高而增大；在770℃、790℃、810℃温度退火,晶粒尺寸在0.8-4μm区间变化,屈服强度分别为670MPa、585MPa、550MPa,抗拉强度分别为875MPa、855MPa、835MPa,延伸率分别为43.8%,46.5%,47.7%；950℃退火时,抗拉强度和屈服强度分别降到345MPa和800MPa,延伸率增大到58%。冷轧态样品在以0.5m/s的应变速率进行高速拉伸时,屈服强度为1250MPa,抗拉强度为1880MPa,延伸率为15%；以5m/s的应变速率拉伸时,屈服强度增大为1900MPa,抗拉强度增大为2330MPa,延伸率达20%,说明强度及应变量随着应变速率提高而升高。在相同应变速率下,经过高速拉伸变形后的冷轧态样品中马氏体的体积大于原始态；在不同的应变速率下,马氏体的体积会随着应变速率的升高而减小。从拉伸试样的断口形貌可知,随着退火温度的升高,断裂机制由脆性断裂向韧性断裂转变；应变速率越高,韧窝尺寸增大,塑性越好；而且形变诱发马氏体的体积逐渐减小,这是因为温度的升高会使部分马氏体向母相奥氏体转变。随着退火温度的升高,位错密度下降,马氏体板条变得不规整。冷轧304不锈钢拉伸变形机理为α’马氏体、ε马氏体、层错和高密度位错相互作用。