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Effect of low-temperature on mechanical behavior for an AISI 304 austenitic stainless steel

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作者
Chengsi Zheng,Wangwei Yu
出处
期刊:Materials Science and Engineering A-structural Materials Properties Microstructure and Processing [Elsevier BV]
卷期号:710: 359-365 被引量:117
标识
DOI:10.1016/j.msea.2017.11.003
摘要

An AISI 304 austenitic stainless steel (ASS) with average grain size of approximately 48 µm was selected to explore the effect of the low-temperature on mechanical behavior for commercial metastable ASS, which basing on tensile tests and Charpy V-notch impact tests under temperatures of 20–298 K, Feritscope testing and physical metallurgy. The results showed that both yield strength and tensile strength were enhanced by lowering temperatures; however, the uniform strain decreased with reducing temperatures. The yield strength at 20 K and 77 K were much higher than that at other temperatures, accompanying with an abrupt increase of thermally-induced martensite before tensile testing. The Charpy V-notch impact energy decreased faster in the range of 77–298 K and kept almost unchanged in the range of 20–77 K, and the ASS at 20 K still exhibited a dimple shaped fracture. Generally, the work-hardening rate (Θ) of the ASS at testing temperatures of 20–298 K dropped rapidly at the initial plastic strain range (Stage I) and then grew with the increase of tensile strain (Stage II), then following by a continuous decline to necking (Stage III), i.e., the generation of a peak of work-hardening rate. Specifically, the Stage I, II and III were terminated in advance and the peak value at the Stage II were increased obviously by reducing temperature from 298 K down to the range of 20–253 K. Furthermore, the work-hardening behavior of the ASS was discussed in view of the evolution of microstructure basing on Olson-Cohen model.
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