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    上上不銹鋼第四課:雙相不銹鋼的冶金學(xué)(二)

    文章出處:人氣:-發(fā)表時間:2016-02-23 13:38【

    因為σ相的形成溫度低于冷卻過程鐵素體轉(zhuǎn)變成奧氏體的溫度(圖4),為避免軋材中出現(xiàn)σ相,可控制退火溫度,確保鋼以盡可能快的速度從退火溫度淬火,防止冷卻過程中σ相的形成。所要求的冷卻速度非常快,可使用水淬。在實際制造中,只有當(dāng)焊接截面尺寸相差懸殊或以很低的熱輸入焊接厚截面時,才會采用其他的冷卻速度。

    雙相不銹鋼中的α'相也是一個穩(wěn)定相,低于525℃(950℉)時在鐵素體相中形成,其形成機制與全鐵素體不銹鋼中α'相相同。鐵素體不銹鋼在475℃(885℉)左右的溫度長時間保溫,其中的α'相會造成常溫韌性的喪失,這就是所謂的475℃/885℉脆性。

    不銹鋼中,氮作為一個合金元素意味著在焊縫的熱影響區(qū)沿鐵素體-鐵素體晶界和奧氏體-鐵素體相界可能出現(xiàn)氮化鉻。如果形成數(shù)量很大,以及退火過程中鉻來不及回填貧鉻區(qū)時,氮化鉻會對鋼的耐蝕性產(chǎn)生不利影響。不過,由于較高的氮能促使奧氏體的形成,奧氏體具有較高的氮溶解度,所以第二代雙相不銹鋼很少含有大量的氮化鉻。此外,第二代雙相不銹鋼碳含量都很低,因此,通常無需考慮碳化物的有害影響。

    在某些溫度下,有害的σ相、α'相以及碳化物和氮化物相在數(shù)分鐘內(nèi)即可形成。因此,針對加工和制造以及使用的熱處理必須要考慮相形成的反應(yīng)動力學(xué)以保證獲得理想的耐蝕性和力學(xué)性能。現(xiàn)已開發(fā)的這些雙相不銹鋼牌號都力求有最好的耐蝕性和充分推遲析出反應(yīng),使加工制造得以順利進行。

    圖5為2304、2205和2507雙相不銹鋼的等溫析出圖[4~7]。碳化鉻和氮化鉻在析出溫度開始析出的時間是相對較“慢”的1~2分鐘。其析出速度比鐵素體不銹鋼或高合金奧氏體不銹鋼慢,部分原因是由于碳和氮元素在低鎳奧氏體相中的溶解度高,以及氮對碳化物析出的推遲效應(yīng)。因此,雙相不銹鋼牌號在冷卻時抗敏化能力相對較強。這些牌號中碳化物和氮化物的形成動力學(xué)僅在一定程度上受到鋼中鉻、鉬及鎳的影響,因此,所有含氮雙相不銹鋼牌號的碳化物和氮化物析出動力學(xué)都與2205鋼相似。

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    圖4:在850℃(1560℉)下時效處理40分鐘的2205樣品的顯微組織,顯示了在奧氏體/鐵素體晶界析出的σ相(箭頭)。照片中鐵素體相(F)比奧氏體相(A)顏色深[3]

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    圖5:經(jīng)1050℃(1920℉)退火的2205雙相不銹鋼等溫析出曲線(與雙相不銹鋼2304和2507對比)

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