S30408奥氏体不锈钢因其优异的力学性能和耐低温性能而被用于制作LNG低温罐车罐体的内容器。因其具有良好的低温延性和应变硬化效应,奥氏体不锈钢的预应变处理有利于实现罐车的轻量化。然而在内压及交变惯性载荷作用下,内容器的支撑部位易于出现循环塑性应变的累积并与疲劳交互作用。研究预应变奥氏体不锈钢低温棘轮效应对保证结构的安全使用至关重要。本文以奥氏体不锈钢S30408为研究对象,在室温下对带焊缝板材和无焊缝板材进行了8%和12%的拉伸预应变处理,从板材试件上线切割得到圆棒试件。利用液氮为冷却介质,在CARE电子万能试验机上对试件进行了一系列单轴棘轮效应试验,考察了平均应力、幅值应力、加载历史、加载率、预应变、焊缝和温度对其棘轮效应的影响,测量了循环加载过程中试件形变马氏体含量。采用传统的Chaboche模型和OW-Ⅱ模型对棘轮应变进行模拟。得到的主要结论如下:(1)对无焊缝无预应变试件进行了扭矩幅值为2.5 N·m低温扭转循环试验,材料表现出先硬化后稳定的特性;(2)棘轮应变与平均应力、幅值应力和加载历史密切相关;(3)无论母材试件还是焊缝试件,棘轮应变随预应变量的增加而降低,在较小的循环应力水平下,预应变可以完全抑制棘轮应变的累积,且预应变对焊材的抑制效果强于母材的抑制效果;(4)在考虑的载荷范围内,马氏体随棘轮应变线性增加;(5)对于无预应变无焊缝试件与带焊缝试件,带焊缝试件在循环初始阶段产生的棘轮应变较大,无焊缝试件棘轮应变率更大,导致一定的循环圈数后其产生的棘轮应变较大。(6)与低温相比,室温下产生的棘轮应变更大,这是低温下更容易引起’α马氏体相变导致的;(7)S30408在110 K下为率相关材料,加载速率严重影响了循环初期的应力应变响应,棘轮应变随加载率的升高而降低;(8)与Chaboche模型相比,OW-Ⅱ模型较好的预测了棘轮应变,但出现了在循环后期预测值较大的问题。