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采用冷轧变形处理316L奥氏体不锈钢,研究了材料中微观形变组织和晶粒细化机制。利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了冷轧后不锈钢试样的显微组织、相组成变化及微观结构演变。研究表明:经冷轧处理后316 L不锈钢试样出现形变孪晶组织,孪晶片层厚度随着变形量的增加逐渐变窄;奥氏体发生形变诱导马氏体相变,且马氏体含量随着应变量的增大而增多。晶粒细化过程由剪切带切割片层超细晶及纳米孪晶束主导,最终形成以奥氏体相为主的双相超细/纳米晶组织。