304不锈钢(GB/T1220—92为0Crl8Ni9)是奥氏体不锈钢的一种。304不锈钢由于耐腐蚀性、耐热性、焊接性、冲压性和弯曲性良好而被广泛应用在热交换器、冷凝器、供水管道及核电站管道等。虽然304不锈钢综合性能优良,但是在温度、应力和腐蚀介质的共同作用下也可能发生腐蚀破坏。有统计表明奥氏体不锈钢制造的设备发生腐蚀失效事故最为严重,其中应力腐蚀开裂最为突出。这不仅给企业造成大量的经济损失,还会威胁到人员的生命安全。上海某厂生产的304不锈钢薄壁焊管经测定,其表面存在较大的残余拉应力,在应力腐蚀试验中,钢管试样52小时即发生了应力腐蚀开裂。本文针对这个问题,在上两届研究生的研究基础上,从钢管表面残余应力测定、制定消除应力热处理工艺、应力腐蚀试验、金相组织分析、钢管直径变形程度和力学性能测试这几方面着手,确定了消除钢管表面残余拉应力的热处理工艺,为304不锈钢薄壁焊管消除应力热处理工艺的改进提供了依据。本课题主要的研究工作和结论如下：1.表面残余应力的测定：试验采用X射线应力测定仪测定上海某厂生产的304不锈钢薄壁焊管表面的残余应力,结果表明钢管表面存在较大的残余拉应力,这是导致钢管在使用过程中发生应力腐蚀开裂的主要原因。2.消除应力热处理：采用950。C保温30min,然后将304不锈钢薄壁焊管试样分别放入5%、10%、15%、20%四种浓度的PAG溶液中冷却,测定热处理前后钢管表面的残余应力并进行对比。结果表明,热处理后钢管表面残余拉应力均有不同程度的降低。这对提高钢管的抗应力腐蚀性能是很有效的。3.应力腐蚀试验：本试验参照标准YB/T5362-2006《不锈钢在沸腾氯化镁溶液中应力腐蚀试验方法》进行。经热处理后的钢管在试验进行150h后都没有发生开裂,而未经热处理的钢管在52h就发生了开裂。这表明本文制定的热处理工艺能有效提高钢管的抗应力腐蚀性能。4.钢管直径变形程度测量：采用本文和上一届研究生制定的热处理工艺分别对钢管进行处理,并测量热处理后的钢管直径,对比钢管直径的变形程度。结果表明,本文制定的热处理工艺能减小钢管的变形,并且PAG浓度越大,钢管的变形程度越小。5.金相组织分析：通过对比热处理前后钢管试样的金相组织,经热处理的试样其奥氏体晶界处均没有碳化物析出,但部分晶粒稍有长大。6.显微硬度及力学性能测试：热处理后的钢管显微硬度和抗拉强度均稍有降低,断裂伸长率有所提高,性能都符合国家标准。7.适合该厂304不锈钢薄壁焊管的消除应力热处理工艺为：950℃保温30min,然后在15%PAG溶液中冷却。这种工艺能使钢管表面残余拉应力降低50%以上,并且钢管的热处理变形较小。热处理后的金相组织、力学性能及硬度都能满足使用要求。