研究人员以最常规的304不锈钢为研究对象，结合工厂连续退火设备的实际情况，制定了试验参数，研究了退火温度对不锈钢晶粒度、屈服强度和断后伸长率的影响，还研究了其对耐腐蚀、折弯等性能的影响，以为产品高强度化、减薄化或轻量化提供理论基础。

初始试样为6个经过76%大压下率冷压延加工的304不锈钢硬态材卷料，硬态材厚度为0.7mm，来源于同一炼钢炉号。试验材料的化学成分和退火前的力学性能、马氏体质量分数分别如表1，2所示。

利用工厂连续退火炉进行退火，退火线速率为60m/min，结合退火炉的长度，计算得到退火在炉时间为1.5min；退火炉温度分别设为850，900，950，1000，1050 ℃，炉温稳定后通入测试卷，测试卷在热处理后出炉水冷，再经过中性盐电解、含有硝酸和氢氟酸的混酸酸洗去除表面氧化皮，得到表面光洁的不锈钢板。

取上述退火酸洗后的试样，将试样机械切割、热镶、磨抛至镜面后，使用10%（体积分数）硝酸水溶液电解腐蚀，腐蚀后经乙醇溶液清洗、冷风吹干，在光学显微镜下观察显微组织，参照GB/T 6394—2017《金属平均晶粒度测定方法》中的截点法测定晶粒平均尺寸。依据GB/T 228.1—2021《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》，使用万能试验机对试样进行室温拉伸试验。按照GB/T 4340.1—2009《金属材料 维氏硬度试验 第1 部分：试验方法》对试样进行硬度测试，载荷为49N。使用铁量测定仪测试退火前后形变马氏体的含量，马氏体的含量以铁量测定仪测定值乘以1.7计算。参照GB/T 232—2024《金属材料 弯曲试验方法》，将试样垂直于原板压延方向无垫模折弯180°，试样弯折后，在光学显微镜下观察折弯面的开裂情况和粗糙度。参照GB/T 20854—2008《金属和合金的腐蚀循环暴露在盐雾、“干”和“湿”条件下的加速试验》，将试样循环暴露于中性盐雾、“干”和“湿”试验环境下进行循环盐雾试验（CCT），盐溶液为50g/L氯化钠溶液，试验周期为30个循环，每个循环8h（盐雾2h，“干”4h，“湿”2h），试验完成后对试样表面扫描拍摄，并使用ImageJ软件对试样表面腐蚀的面积占比进行统计。

2.1 不同温度退火后的显微组织

图1为试样经800~1050℃退火后的显微组织形貌。由图1可知：800℃退火后显微组织由灰色形变马氏体和白色条带状奥氏体组成，此外在马氏体上有少量的白色颗粒状组织，推断其为形变马氏体逆转变而成的奥氏体晶粒；850℃退火后显微组织中等轴状奥氏体晶粒明显增多，尺寸极细小，约为1μm，组织中仍存在少量条带状奥氏体；900~1050℃退火后显微组织中形变马氏体基本消失，条带状奥氏体也全部完成再结晶转变，组织由等轴状奥氏体晶粒组成，且随着退火温度的升高，晶粒尺寸逐渐增大。

图2为利用截点法测得的900~1050℃退火后试样的平均晶粒尺寸。由图2可知：900，950℃退火时，平均晶粒尺寸不大于5μm；1050℃退火时，晶粒尺寸增大至14μm，与常规冷轧退火态304不锈钢的晶粒尺寸相当。

2.2 不同温度退火后的力学性能

不同温度退火后试样的晶粒尺寸、力学性能、马氏体质量分数测试结果如表3 所示。由表3可知：试样的屈服强度、抗拉强度与马氏体质量分数都随着退火温度的升高而降低，在800~900℃时，试样的力学性能下降较快，在900 ℃退火时，马氏体质量分数小于0.5%，在900℃退火1.5min时，马氏体基本完成向奥氏体的转变，平均晶粒尺寸为2.7μm，屈服强度不低于500MPa，比常规退火材料提高了1倍，同时断后伸长率不小于40%，能够满足绝大多数加工成型场合的应用；950，1000℃退火时，试样的屈服强度和抗拉强度逐渐降低，但是仍比常规退火状态下304不锈钢的强度高约20%~40%，1050℃为不锈钢的常规退火温度，在1050℃退火1.5min，材料的各项力学性能都与常规冷轧退火态304不锈钢的力学性能相当。

2.3 不同温度退火后的耐盐雾腐蚀性能

图3为不同温度退火试样循环干湿盐雾试验后表面的腐蚀形貌。由图3可知：900℃退火后试样表面基本没有生锈，随着退火温度的升高，试样表面的锈点逐渐变多，利用ImageJ软件对图3（a）~3（d）进行处理并计算锈点面积所占的比例，处理后可见正常未锈蚀部位为黑色，锈点部位为白色，统计得锈点面积占比分别为0，0.73%，1.89%，2.44%。

试样表面耐腐蚀性能存在差异的原因与晶粒尺寸有关，不锈钢试样退火后在含有硝酸的混酸溶液中酸洗时发生钝化，表面生成了一层致密的钝化膜，细化晶粒能够加快钝化膜的生长和修复速率，减小钝化膜中缺陷的密度和几何尺寸，使形成的钝化膜更均匀致密，显著增强了钝化膜的稳定性和金属的耐腐蚀性，因此晶粒越细小，表面耐盐雾腐蚀性能越好。

2.4 不同温度退火后的折弯试验

取900~1050℃退火的试样，将试样垂直于原板压延方向弯曲180°，在光学显微镜下观察试样的折弯面形貌，结果如图4所示。由图4可知：折弯面未见裂纹，随着退火温度的升高，折弯面逐渐变得粗糙，1050℃退火试样的折弯面已呈“橘皮状”形貌。折弯面形貌产生差异的原因与折弯前试样的晶粒度有关，在折弯等拉伸态成形过程中，由于晶粒位向不同及晶界的影响，相邻晶粒之间及每个晶粒内部的变形量也是不均匀的，这些特点对位于表面的晶粒来说尤为突出。一般来说，在常温下，晶粒中心区域的变形量较大，而受约束的晶界及其附近区域的变形量较小。对于细小颗粒来说，由于单个颗粒较小，晶粒内部和晶界处的变形量相差较小，肉眼无法分辨这种差异；对于大尺寸晶粒来说，变形量的差异较大，变形的不均匀性在宏观上会呈现出“橘皮状”缺陷，因此试样晶粒越细小，大变形加工后越不容易出现“橘皮状”形貌。

（1）退火温度为800，850℃时，试样组织中还存在一定含量的马氏体；退火温度为900℃时，获得了平均晶粒尺寸小于3μm的完全奥氏体组织，且材料的屈服强度大于500MPa，断后伸长率大于40%，能够满足很多工件高强度化、减薄化或轻量化的需求，具有很好的工业应用性；随着退火温度的升高，平均晶粒尺寸和断后伸长率逐渐增大，屈服强度随之降低。

（2）试样经900℃退火后获得了完全奥氏体化细晶组织，其耐盐雾腐蚀性能优秀，经过30个周期的循环盐雾、“干”和“湿”试验后，试样表面基本未发生腐蚀，随着退火温度的升高和晶粒的粗化，材料的耐盐雾腐蚀性能逐渐下降。

（3）试样经900℃退火后再进行180℃折弯变形试验，其折弯面比较光滑，随着退火温度的升高，折弯面逐渐呈粗糙“橘皮状”，即通过降低退火温度，不锈钢冷加工变形后的表面“橘皮”问题能够得到明显改善。