13%Cr-4%Ni不锈钢疲劳裂纹延伸期间再形成的奥氏体转变

为了预测液压汽轮机的剩余寿命，了解作为其主要下降方式的疲劳裂纹延伸行为十分重要。因为软马氏体不锈钢具有抗腐蚀性能和抗空穴腐蚀能力，更主要是因为其相对容易浇铸和焊接，所以目前用来制造液压汽轮机叶轮。在淬火状态，13%Cr-4%Ni不锈钢主要是100%马氏体。然而，在回火这些合金期间可形成一定量的奥氏体。这种再形成的奥氏体在室温下是耐热的，但在应力下可转变成马氏体。这种转变据悉在冲击试验过程中发生但从未确定是否在疲劳裂纹延伸过程中发生。所以了解奥氏体对这些合金的疲劳裂纹延伸是否有影响以及后果是什么十分必要。

DenisThibault等人研究的目的就是确定用来制造液压汽轮机的13%Cr-4%Ni不锈钢中疲劳裂纹延伸期间是否发生再形成的奥氏体→马氏体转变。为此，检测了三种不同来源的13%Cr-4%Ni不锈钢的疲劳裂纹延伸：两种铸造合金CA6NM（由不同的铸造车间提供）和一个可锻合金AISI415。对来自同一车间但不同批次的AISI415试样还进行了低周疲劳试验。用发射光谱法、燃烧法（C和S）和惰性气体熔融法（N和O）来测定它们的化学成分（见表1）。分别按照ASTMA743和ASTMA480对CA6NM和AISI415进行奥氏体化和回火。试验的结果可概括为：

对于三种被检合金，除SIF临界值外，裂纹表面没有发现奥氏体。当在临界值时，假设在循环塑性区所有的奥氏体转变成马氏体，因为X-射线穿透深度比循环塑性区尺度大，所以在衍射光谱上最有可能测得奥氏体峰值。

（2）疲劳裂纹长大过程中，利用低周疲劳来辅助观察裂纹尖端上奥氏体向马氏体的转变，结果表明在一个周期后未完全转变，但在100周期后几乎完全转变。

表1被检合金的化学成分

（心远）