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热处理对2205双相不锈钢组织的影响有哪些
发布者: 发布时间:2020/3/8 阅读:50

 双相不锈钢试样经过高温塑性变形后,为防止晶间腐蚀,提高塑性,得到最好的耐蚀性,必须进行热处理,热处理主要方式通常是固溶处理。浙江宏盛特钢有限公司主要是研究热处理温度、保温时间及冷却方式对已变形双相不锈钢室温组织和性能的影响。以期能够得到合适的热处理工艺,并且对发生高温塑性变形的双相不锈钢的实际工业热处理生产提供理论依据。


  在已变形试样(变形温度1200℃,保温2小时,变形量为30%,水冷)上取样,取样尺寸为75mm×15mm×15mm的轴截面试样,将试样分别加热到800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃、1200℃,1250℃、1300℃,保温30min,水冷,进行热处理。双相不锈钢SAF2205已变形试样经过以上11种不同的热处理温度加热后,轴截面试样室温金相组织由图所示。将已变形轴截面试样加热到800℃时,保温30min,水冷后,在深灰色铁素体和灰白色奥氏体相界的奥氏体界面有大量的黑色脆性相析出。由图中所示,此脆性相呈颗粒状,围绕着相界连续析出,经能谱分析,此相含Cr23.98%,Ni3.33%,Mo3.79%,如图所示,而铁素体相含Cr23.48%、Ni3.48%、Mo3.48%,奥氏体相含Cr21.22%、Ni5.75、Mo1.85,此外奥氏体相中还含有Mn1.52%,如图所示,可判定此脆性相是富铬和钼贫镍相。经XRD分析,如图4.3所示,800℃热处理时轴向试样中除有基体相α相和γ相外,还有FeCrMo相和Mo5Cr6Fe18相,由能谱得出相界黑色脆性相为富铬和钼而贫镍相,即可判断黑色脆性相为FeCrMo相和Mo5Cr6Fe18相。 


  由金相软件分析,此时析出相占10.7%,如图所示。SAF2205双相不锈钢中含Cr 21.13%,Ni 4.82%,由图中Fe-Cr-Ni-Mo-N系的等温截面图中可以看出,在800℃热处理时,轴截面试样室温金相组织为γ+α+ε+χ,此黑色颗粒状脆性相为ε相和χ相。由XRD分析得出ε相和χ相为富铁铬钼化合物,在850℃热处理时,脆性相占10.3%,比800℃稍微有所减少,随着热处理温度的升高,相界的脆性相逐渐溶解,即当热处理温度为900℃时,由图4.5中b)所示,此时金相组织为γ+δ+ ε,χ相已经全部溶解于基体组织中。说明在2205双相不锈钢中χ相的析出温度低于900℃。当热处理温度达到950℃时,脆性相减少到3.8%,当热处理温度达到1000℃时,脆性相全部溶解于基体组织中,如图中所示,此时金相组织正好位于相图铁素体和奥氏体双相组织区间,并且铁素体-奥氏体相界变得光滑,如图中轴截面试样室温下金相组织。当热处理温度达到1100℃、1200℃时,基体组织处于γ+ α两相区,如图中所示。可见,随着热温度的升高,脆性相逐渐溶解,在800℃和850℃进行热处理时,脆性相相对较多,由图双相不锈钢图可知,800℃和850℃刚好是脆性相析出的鼻尖温度,因此,在热处理时,应尽量避免在此温度过多停留,并且需要快速冷却才能抑制此脆性相的析出。


  由图轴向试样室温金相组织可以看出,随着热处理温度的升高,再结晶越充分,深灰色铁素体基体上分布的奥氏体逐渐分解成许多小块,原有的棱角慢慢钝化直至球化。当热处理温度达到1050℃时,铁素体相和奥氏体相均明显发生再结晶过程。由金相图中可知,随着热处理温度的继续升高,整个视野中的深灰色区域(铁素体相)逐渐增加,当温度达到1300℃时,铁素体几乎完全将奥氏体包围,奥氏体呈小岛状分布于组织中,在铁素体相内部也有少量的奥氏体相,此时,铁素体占81.8%,奥氏体相占18.2%。这与铁素体含量随着热处理温度的升高而增加的测量结果一致。


  由图经过不同热处理温度轴向试样室温下组织中各相所占的比例可知,随着热处理温度的升高,铁素体相增多,由IT3金相分析软件得出,从800℃含铁素体含量为20.1%增加到1300℃的81.8%,近似呈线性规律升高,奥氏体相减少,由800℃的69.2%下降到1300℃的18.2%。另一方面,双相不锈钢中铁素体的含量除受热处理温度影响外,还与双相不锈钢的成分密切相关,吴玖给出的奥氏体含量的计算公式双相不锈钢中奥氏体的含量是元素的含量和热处理温度的函数,依据此公式计算,所得奥氏体的含量基本与图符合,因此,在选择合适的热处理温度来确定铁素体的含量时,还应该考虑双相不锈钢的化学成分。

 

 

 
 

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