薄带连铸AISI304不锈钢中铁素体行为

为了确定薄带连铸AISI304不锈钢凝固过程中残留铁素体的生成及转变行为,采用彩色金相、电解侵蚀、电子背散射衍射分析技术及X射线衍射分析等研究手段对双辊薄带连铸AISI304不锈钢凝固组织及残留铁素体特征进行了研究.结果表明AISI304不锈钢薄带的凝固组织由表层胞状晶区、中间柱状晶区和中心等轴晶区三部分组成.薄带表层胞状晶区内残留铁素体呈棒状,柱状晶区的残留铁素体形态为鱼骨状,中心等轴晶区的残留铁素体呈弯曲的树枝状;薄带的表层胞状晶区残留铁素体的质量分数为4.6%～6.6%,柱状晶区内的残留铁素体质量分数为3.6%～3.7%,中心等轴晶区内的残留铁素体质量分数为11.27%～11.34%;残留铁素体沿着厚度方向呈现"W"状分布.      

冷却速率对奥氏体不锈钢凝固过程影响的原位观察

通过采用激光共聚焦扫描显微镜对AISI304奥氏体不锈钢的凝固过程进行了原位动态观察研究.发现当冷却速率为0.05℃·s-1时,奥氏体不锈钢以胞状晶方式凝固,其凝固模式为FA模式,即δ铁素体相先从液相中形核并长大,γ相在1 448.9℃时通过与液相发生包晶反应(L+δ→γ)在δ铁素体相界形成,当温度降到1 431.3℃时液相消失,δ铁素体相通过固态相变转变为γ相,富Cr贫Ni的残留铁素体位于胞状晶之间.当冷却速率为3.0℃·s-1时,奥氏体不锈钢以枝晶方式生长,冷却到1346.4℃时包晶反应在液相与δ铁素体相界之间进行,其残留铁素体位于枝晶干,与冷却速率为0.05℃·s-1时相比,其残留铁素体的数量增多,残留铁素体富Cr贫Ni的程度减轻.      

双辊连铸304不锈钢2.0 mm薄带中铁素体的形态与分布

采用化学侵蚀、彩色金相显示和电子探针(EPMA)分析研究了304奥氏体不锈钢(%:0.08C、1.37Mn、0.62Si、17.77Cr、9.09Ni)2.0 mm连铸薄带内残留铁素体的形态和分布。结果表明,在薄带表层铁素体呈棒状,其间距≤20μm;在薄带柱状树枝晶区,铁素体位于一次枝晶臂和二次枝晶臂中心,铁素体二次枝晶间距≤10μm;在中心等轴晶区,残留铁素体形貌和分布与等轴晶区半固态形成机理有关。先凝固的固相颗粒内部铁素体为弯曲树枝状和网状形貌,固相颗粒间隙铁素体呈岛状形貌。     

304奥氏体不锈钢亚快速凝固组织演化和形成机理

通过感应炉熔化的304钢(/%:0.053C、0.55Si、1.50Mn、0.030P、0.002S、17.02Cr、8.01 Ni、0.50Cu、0.08Mo)直接浇铸在水冷铜模上得到厚7 mm直径25 mm的圆形试样,研究了Cr、当量/Ni当量和1.5～1 000℃/s的冷却速率对奥氏体不锈钢铸态凝固组织形态和分布的影响。结果表明,随冷却速率增加至75～90℃/s,该钢的凝固模式由FA(铁素体-奥氏体)模式向AF(奥氏体-铁素体)模式转变,初生相由枝晶铁素体转变成枝晶奥氏体,但冷却为～1 000℃/s时,观察到块状铁素体组织,并且枝晶状奥氏体转变成胞状奥氏体。     

固溶处理对超低碳奥氏体不锈钢00Cr24Ni13铸坯δ-铁素体转变的影响

研究了1000～1200℃ 1～3 h固溶、淬火或空冷对超低碳奥氏体不锈钢00Cr24Ni13(/%:≤0.02C、23～25Cr、13～14 Ni)200 mm×1 250 mm铸坯8铁素体转变的影响。结果表明,随固溶温度升高和保温时间延长铸坯中δ铁素体量减少;随固溶温度的升高,铸坯中的连续网状δ铁素体断开并且长大,空冷则会促使高温下长大的δ铁素体向小尺寸颗粒状组织转变;当铸坯试样在1 200℃保温3 h空冷后,网状δ铁素体完全转变成弥散分布的小于10μm的颗粒状铁素体组织,δ铁素体相比例也由14.3%降至7.3%。相对于颗粒状铁素体,网状δ铁素体的奥氏体-铁素体两相界面在轧制中更容易产生裂纹。     

价格低廉但性能可靠的家庭用铁素体不锈钢

在生产制造家用电器和家用器具的部件时，使用最多的是Cr—Ni或Cr—Ni—Mo奥氏体不锈钢，特别是AISI304（EN1．4301）和AISI316（EN1．4401），此外，还使用含铬的AISI430（EN1．4016）铁素体不锈钢来进行生产。     

430铁素体不锈钢板坯组织分析

采用金相显微镜(OM)对430铁素体不锈钢板坯宏观组织和金相组织进行检测,采用X射线衍射(XRD)和差热分析的方法对板坯中物相进行分析,并用电子探针(EPMA)确定铸坯中元素分布。结果表明:430不锈钢铸坯试样在加热过程中发生了铁素体和奥氏体的相变,X射线衍射图谱中只有体心立方的α相峰位;430不锈钢板坯宏观组织由柱状晶和等轴晶组成;板坯金相组织由铁素体基体和长条状、块状的马氏体组成,存在成分偏析;柱状晶区金相组织中马氏体质量分数为30％,而等轴晶区金相组织中马氏体质量分数为14％。     

含氮不锈钢凝固模式及显微组织研究

研究了四种不同N含量的18Mn18Cr N不锈钢的凝固模式、显微组织和元素分布.结果表明:N含量影响18Mn18Cr N合金系的凝固模式和显微组织.氮的质量分数由0.07%增加至0.72%时,实验钢的凝固模式由F模式转变为A模式,显微组织由铁素体和奥氏体魏氏两相组织转变为铁素体和奥氏体两相组织以及单相奥氏体组织.N含量影响奥氏体相形貌,随N含量增加,奥氏体由板条状、针状转变为枝晶间和等轴状.枝晶间和等轴状奥氏体晶粒中存在褶皱形貌,且随着氮含量增加,褶皱数量增多.褶皱的产生与凝固过程中奥氏体相内部Fe、Mn、Cr元素的偏析有关,且该凝固偏析被保留至室温组织中.      

初始凝固组织对Cr17铁素体不锈钢组织、 织构及成形性的影响

 研究了初始凝固组织对Cr17铁素体不锈钢组织、织构、成形性的影响。分别对柱状晶、等轴晶铸坯进行热轧、退火、冷轧、退火实验。结果表明,等轴晶铸坯热轧试样在退火过程中的再结晶率高于柱状晶铸坯热轧试样。再经相同的冷轧退火工艺后,与柱状晶铸坯冷轧退火试样相比,等轴晶铸坯冷轧退火试样的{001}∥ND织构较弱,{111}∥ND γ织构较强,而且rm值较高。     

06Cr19Ni10奥氏体不锈钢的DTA试验与组织分析

 根据铬当量、镍当量的计算结果推断了06Cr19Ni10奥氏体不锈钢的凝固模式,并采用差热分析技术（DTA）对06Cr19Ni10奥氏体不锈钢在10和30℃/min的加热冷却速度下的凝固过程进行了研究,对DTA曲线中的吸热峰和放热峰进行了分析,并采用激光共聚焦显微镜（LSCM）和扫描电子显微镜（SEM）对样品进行了测定。分析结果表明：06Cr19Ni10奥氏体不锈钢的实际凝固模式为FA型,即铁素体奥氏体型。随着冷却速率的增加,奥氏体形核率增大,残余的δ铁素体在形态上更加细小分散。该研究结果对实际生产中改善铸坯组织,提高铸坯质量具有着一定的意义。     

镍对Cr-Ni-Si系铸造不锈钢性能的影响

研究了Ｃｒ－Ｎｉ－Ｓｉ系耐浓硝酸铸造不锈钢的化学成分,耐蚀性、冲击韧性。试验结果表明,含７％Ｎｉ的铁素体－奥氏体双相钢,具有良好的冲击韧性和耐腐蚀性能。     

经济型双相不锈钢的研发进展

 经济型双相不锈钢是一种高性能低成本的氮合金化不锈钢新材料,具有典型的铁素体-奥氏体双相组织。利用氮取代镍元素的奥氏体化作用,降低成本的同时获得优良的力学性能和耐腐蚀性能。介绍了经济型双相不锈钢的发展历史,重点讨论了合金元素和热处理对相变、力学性能和耐腐蚀性能的影响规律,并与304和316进行对比;同时,分析了经济型双相不锈钢焊接性能和焊接工艺的研究进展。经济型双相不锈钢S32101、S32003、S32202等,已用于核电、桥梁、建筑、热交换器等行业,取代传统奥氏体不锈钢AISI 304和316。由于经济型双相不锈钢具有高强度和优良耐蚀性,同时镍、钼等贵金属的含量都较低,已成为未来不锈钢发展的方向之一。     

Microstructures of Austenitic Stainless Steel Produced by Twin-Roll Strip Caster

 The microstructures of austenitic stainless steel strip were studied using color metallographic method and electron probe micro analysis (EPMA). In the cast strips, there are three kinds of solidification structures: fine cellular dendrite in the surface layer, equiaxed grains in the center and fine dendrite between them. The solidification mode in the surface layer is the primary austenite AF mode because of extremely high cooling rate, with the retained ferrite located around the primary cellular austenite. In the fine dendrite zone, the solidification mode of molten stainless steel changes to FA mode and the residual ferrite with fish-bone morphology is located at the core of the dendrite. The retained ferrite of equiaxed grains in the center is located in the center of broken primary ferrite dendrite with vermicular morphology.     

超级双相不锈钢S32760凝固过程Thermo-Calc热力学软件的应用

利用Thermo-Calc热力学计算软件得到S32760（022Cr25Ni7Mo3WCuN）超级双相不锈钢凝固过程中的相图,确定了S32760双相钢是FA （铁素体-奥氏体）凝固模式,通过改变奥氏体和铁素体的形成元素的含量,确定在不同的化学成分下的热加工性能、Cr₂N和σ相析出温度,得到S32760双相钢热加工温度区间随着奥氏体形成元素C、N、Ni、Mn含量的增加而变大,随着铁素体形成元素Si、Cr、Mo含量的增加而减小,而W对热加工性能没有影响。根据热力学计算,确定了最优的化学成分（/%:0.022C,0.30Si,0.80Mn,25.60Cr,6.20Ni,0.54Cu,3.50Mo,0.54W,0.27N）,S32760双相钢最佳热塑性温度为1195℃, Cr₂N相的析出温度为1050℃, σ相析出温度为1020℃,热加工区间为145℃,并且通过了后续的现场实践验证。     

316H不锈钢铁素体的形成与控制

 为了提高316H不锈钢中厚板在钠冷快堆高温、强中子辐射环境下的质量稳定性,要求其残余铁素体面积分数不大于1%,而316H不锈钢中厚板的残余铁素体面积分数在常规工艺下为2%~8%。为了满足该要求,首先根据相图分析优化了316H不锈钢中C、Cr、Ni、Mo、N等元素含量,将其铬镍当量比控制到1.3以下,使其平衡态组织下铁素体面积分数小于7%。此外,根据相变过程,在凝固初期应快速冷却使钢水快速通过δ相区,尽可能少析出δ铁素体;在钢水快速通过δ相区后,应减缓冷却速度,使析出的铁素体尽可能多地通过包晶反应和高温扩散转变为奥氏体。因此,为了在316H连铸过程中实现这一目标,将钢水过热度从(45±5) ℃降低到(35±5)℃,铁素体面积分数最高由15%以上降低至10%附近;结晶器冷却水强度由2 700 L/min提高至3 000 L/min可以继续使铁素体面积分数从10%降至7%;最后再将二冷水比水量由0.75 L/kg降低至0.55 L/kg,整个连铸坯断面铁素体面积分数可全部降低至7%以下。通过连铸生产过热度、结晶器冷却强度、二冷水配水量3个工艺参数分步骤调整后得到的较低铁素体含量,连铸坯轧制成的钢板依然不能满足技术要求,需要将铸坯进行均质化处理,通过不同保温温度与保温时间的交叉试验,获得了最佳的均质化工艺,即1 250 ℃保温24 h,基本消除铸坯内残余铁素体组织,实现了残余铁素体面积分数不大于0.1%的316H中厚板的高效生产。