关于应变强化奥氏体不锈钢低温容器的分析

于高峰

关于应变强化奥氏体不锈钢低温容器的分析

于高峰

（江苏茂润装备科技有限公司，江苏南京 210000）

应变强化奥氏体不锈钢具有一系列优势，使得其经常被应用到低温容器的制造过程中，主要对应用在奥氏体不锈钢低温容器应变强化技术的相关理论进行了详细的分析，希望能够为同类的理论和实践提供借鉴。

应变；强化；奥氏体；不锈钢；低温容器

由于奥氏体不锈钢具有良好的韧性和塑性，而且屈强比低，从而使得经常将其应用到低温压力容器的制造之中。同时为了进一步提升其屈服强度，可以将应变强化技术充分应用到材料的塑性之中，该种技术和常规的设计方法相比，能够明显，降低容器的设计壁厚，重量减少，从而实现降低能耗、绿色制造的目的。本文结合笔者的实际工作经验，对相关的内容进行了详细的分析。

1　应变强化奥氏体不锈钢低温容器的相关概述

1.1应变强化奥氏体不锈钢低温容器的原理

众所周知，奥氏体不锈钢属于面心立方晶体的范畴，并不存在着脆性转变温度，尤其在低温方面有着不可比拟的优势，继而使得其在低温压力容器的制造中有着非常广泛的应用范围。此外，基于相关的研究表明，奥氏体不锈钢在应变强化特性方面表现得也较为明显，图1为展示了其拉伸应力的变化曲线。

图1　奥氏体不锈钢拉伸应力的变化曲线

通过上述的曲线图我们可以看出，其并没有类似于碳钢那样的屈服平台，而是在产生0.2%的塑性形变时的应力作为其屈服强度，当然，即使在达到了其屈服强度之后，还有着一段相对比较长的应变强化阶段。

1.2研究应变强化奥氏体不锈钢低温容器的必要性

在当前的压力容器设计过程中，经济性和安全性已经成为了重要的设计理念，也是未来很长一段时间的发展趋势。奥氏体不锈钢作为低温压力容器制造中一种非常重要而且理想的材料，不仅具有较好的韧塑性，而且屈服强度也比较低，正是由于该种特征的存在，使得采用常规的设计途径，很难使其承载能力得到充分展示，继而就不可避免造成材料的浪费。在这种情况下，如果将应变强化技术应用到奥氏体不锈钢低温容器中，通过将材料中的部分塑性消耗掉，能够使得其屈服强度得到进一步提升，继而达到节约材料、节能减排的最终目的。

2　应变强化奥氏体不锈钢低温容器的技术分析

在应变强化奥氏体不锈钢低温容器的研究中，已经经过了五十多年的发展，虽然我国在该项技术中并没有相关的国家和行业标准，但是仍然有一些单位对某些国产不锈钢低温容器的应变强化规律做了研究，而且也取得了一定的研究成果。目前，可以将应用在奥氏体不锈钢低温容器上的应变强化技术分为常温技术和低温技术两种。

以Avesta模式为主的常温应变强化技术的工艺要点主要包括如下几个方面，一是在应变强化之前，不需要采用高温淬火对容器进行处理；二是一般将应变强化量控制在3%～5%之内，同时也需要将温度控制在室温；三是应变强化时的水压控制在1.5Pc。

3　应变强化奥氏体不锈钢低温容器的发展建议

目前，我国在应变强化奥氏体不锈钢低温容器的研究过程中，仍然还存在着一些突出的问题。首先，在对应变强化技术的研究中往往采用的都是美国和欧盟的材料，而针对于国产材料的研究还比较少，更不用说形成完善的国家和行业标准。除此之外，我国在应变强化量范围、应变强化加载国产对材料性能的影响分析以及应变强化后薄壁容器的安全裕度等方面还有着较大的进步空间，这些都需要在未来进一步加强工作。

4　结束语

总之，通过在奥氏体不锈钢低温容器中应用应变强化技术，能够明显提升其屈服强度，进而充分利用材料的塑性，具有相当大的推广价值。

［1］ 周连东，江楠.国产S30408奥氏体不锈钢应变强化低温容器许用应力及应变确定［J］.压力容器，2011，（2）：5-10.

［2］ 郑津洋，郭阿宾，缪存坚，等.奥氏体不锈钢深冷容器室温应变强化技术［J］.压力容器，2010，（8）：28-32；56.

［3］ 陈挺，王步美，徐涛，等.奥氏体不锈钢压力容器应变强化技术的发展及国外标准比较［J］.机械工程材料，2012，（3）：1-4.

Analysis of Strain Hardening Austenitic Stainless Steel Cryogenic Vessel

Yu Gao-feng

The strain hardening of austenitic stainless steel due to a series of its advantages，which is often applied to the manufacturing process of the cryogenic vessel，makes a detailed analysis on the related theory of strengthening technology applied in austenitic stainless steel cryogenic vessel strain，hopes to provide the reference for the theory and practice of the same.

strain；strengthening；austenite；stainless steel；cryogenic vessel

TG142.71；TG142.25

A

1003-6490（2016）06-0083-01

2016-06-23

于高峰（1987—），男，河南洛阳人，助理工程师，主要研究方向为压力容器、化工设备设计。