奥氏体-铁素体双相不锈钢晶间腐蚀试验方法

奥氏体-铁素体双相不锈钢在300～1 000℃范围内会在晶界、相界及其周边区域析出σ相、χ相、R相、碳化物及氮化物等第二相,并导致晶界或析出相周边形成贫铬区,在特定环境下具有一定的晶间腐蚀敏感性,需在试验室进行准确测定。概述了奥氏体-铁素体双相不锈钢的试验室晶间腐蚀试验方法,包括化学浸泡法和电化学方法,并提出了试验中需要注意的问题,为腐蚀测试工作者提供参考。     

铸造双相不锈钢点腐蚀行为研究

采用化学浸泡腐蚀试验及微观组织和化学成分分析研究了5种铸造双相不锈钢在6%Fe Cl3溶液中的点腐蚀行为,并与316L奥氏体不锈钢进行了对比。结果表明,铸造双相不锈钢的抗点腐蚀性能均优于316L的,腐蚀速率和点腐蚀深度均小于316L奥氏体不锈钢的;双相不锈钢主要耐点蚀能力合金元素在奥氏体和铁素体相内分布不均匀,铬、钼更多地分配于铁素体相内,而镍、氮则更多地分配于奥氏体相内,铁素体相的耐点蚀指数PRE(Cr%+3.3Mo%+16N%)大于奥氏体相;双相不锈钢的耐点腐蚀性能与化学成分有关,随着PRE的增加,双相不锈钢的耐点腐蚀性能提高,铜元素在铁素体内析出的富铜相导致点蚀优先在铁素体内发生和发展。     

固溶时效对1Cr21Ni5Ti双相不锈钢组织的影响

本工作以1Cr21Ni5Ti双相不锈钢为原材料,对1 000~1 350℃固溶30 min+650~1 000℃时效1~1 440 min后的显微组织及σ析出相进行观测,描述了不同处理条件下的组织特征,绘制出σ相析出TTP曲线图。结果表明:随着固溶温度的升高,铁素体含量增加,奥氏体含量减小,双相不锈钢组织发生再结晶和晶粒长大。铁素体与奥氏体中Cr、Ni元素发生均匀化,各相中的含量差异降低。σ相优先在铁素体与奥氏体相界处形核,随着时效温度的升高和时效时间的延长,σ相长大、粗化并向铁素体基体延伸;时效时间越长,析出相越多;当温度达到750℃,σ相析出速度最快,之后随着温度的升高而降低。σ相析出温度范围为650~850℃,析出鼻尖温度为750℃。     

钨含量对新型高铬锰氮双相不锈钢Cr29Mn12Ni2N0.6Wx组织和性能的影响

研究了钨含量对新型高铬锰氮双相不锈钢Cr29Mn12Ni2N0.6Wx(x=1,2,3)显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:Cr29Mn12Ni2N0.6Wx不锈钢固溶处理后具有典型的铁素体+奥氏体双相组织,铁素体含量在45%~60%范围内;随着钨含量的增加,合金中σ相的析出倾向增强,铁素体含量增加,合金的耐腐蚀性能降低,屈服强度和抗拉强度升高;经1 050℃固溶处理30 min后,该系列双相不锈钢中不再有σ相析出,其屈服强度大于650 MPa,抗拉强度大于900 MPa,断后伸长率大于30%,作为高强度资源节约型超级双相不锈钢具有潜在应用前景。     

铁素体/奥氏体双相不锈钢组织和耐局部腐蚀性能研究现状

铁素体/奥氏体双相不锈钢具有独特的组织结构,使其兼具高的强度、良好的塑韧性和耐局部腐蚀性能,且与奥氏体不锈钢和镍基合金相比节约了我国稀缺的镍资源,在海洋工程、石油化工、核电等多个国家重点能源领域具有广阔的应用前景.从铁素体和奥氏体的相转变、织构、取向关系、边界特征以及二次相等多个方面,介绍了双相不锈钢组织结构的研究进展...     

2205双相不锈钢高周疲劳诱发的相变行为

目前,对2205双相不锈钢(2205DSS)在疲劳载荷下的相结构演变还缺乏报道。对2205DSS双相不锈钢进行了高周疲劳试验,采用面积统计法测定了铁素体、奥氏体及其两相比,研究了应力幅值和循环周次对铁素体高周疲劳的影响,分析了疲劳诱发的相变机理,探讨了高周疲劳对2205DSS相变行为的影响。结果表明:随着应力幅值和循环周次的增加,2205DSS双相不锈钢中奥氏体逐渐减少,铁素体及其与奥氏体的比逐渐增加;两相具有不协调变形能力,循环载荷在相界处产生局部应力集中以及累积应变能增加,是促进碳原子发生上坡扩散并诱发界面向奥氏体方向移动的原因。     

氢气环境下2205双相不锈钢的氢致开裂研究

为了研究氢气环境下双相不锈钢疲劳裂纹萌生和扩展的影响规律,建立氢气环境下双相不锈钢疲劳应变组织演化—氢致开裂之间的关联机制,在5 MPa氢气和5 MPa氮气2种环境中对2205双相不锈钢试样进行了慢应变速率拉伸和疲劳裂纹扩展速率试验。结果表明：在氢气环境下,2205双相不锈钢在慢应变速率拉伸过程中的氢脆敏感性不高,而在疲劳过程中氢脆现象显著,5 MPa氢气环境下2205双相不锈钢的疲劳裂纹扩展速率比氮气环境中的快18倍;氢气能够促进2205双向不锈钢疲劳裂纹尖端周围组织的局部塑性变形,并进一步导致氢致开裂。在氢气环境下2205双相不锈钢疲劳变形过程中,不同的相结构其氢致开裂机理也不同,铁素体相容易形成河流状花样断口形貌(解理断口),而奥氏体相断口形貌多呈现平行的滑移带特征,奥氏体相在铁素体相的解理开裂过程中对裂纹具有阻碍作用。     

奥氏体—铁素体双相不锈钢的性能、应用和发展

一、前言奥氏体—铁素体双相不锈钢是高强度、高耐蚀性(特别是耐应力腐蚀断裂和耐点蚀能力)材料,就其物理性质而言,和奥氏体系不锈钢相比,有低的热膨胀系数和高的热传导率,因此在一些情况下既优于奥氏体系不锈钢也优于铁素体系不锈钢,有着其独特的应用。双相不锈钢的主要问题是存在着σ-相脆性和475℃脆性的缺点,塑性—脆性转变温度较高,冷热加工较困难,因此自1930年出现以来开始时仅以铸态形式应用。后来的研究表明只要恰当地控     

双相不锈钢高温时效σ相析出行为研究进展

双相不锈钢高温热加工过程中,σ脆性相的快速析出将损害其力学性能和耐腐蚀性能。采取合适的热加工工艺抑制σ相的快速析出具有重要意义。简要综述了高温时效双相不锈钢析出相的特点,高温时效过程中σ相的析出机理、σ相析出动力学、σ相析出影响因素以及σ相析出对材料力学性能和耐腐蚀性能的影响。化学成分、铁素体晶粒尺寸和体积分数,以及相应的热处理工艺等将影响高温条件下铁素体向σ相的分解。升高固溶温度,能在一定程度抑制高温时效过程中σ相的析出。     

热压缩过程中2205双相不锈钢的组织演变和软化机制

在不同变形温度和应变速率条件下对2205双相不锈钢进行高温压缩实验,研究了变形温度、应变速率和变形量对其显微组织中铁素体和奥氏体两相的影响,分析了高温变形软化机制。结果表明：随着变形温度的提高这种钢的峰值应力及其对应的应变逐渐减小。随着变形温度从850℃提高到950℃,2205双相不锈钢显微组织中的铁素体向奥氏体的转变占主导地位;变形温度高于950℃时,随着变形温度的提高铁素体与奥氏体之间的强度水平之差逐渐减小,显微组织中的奥氏体向铁素体的转变占主导地位。在本文的热变形条件下2205双相不锈钢的显微组织中铁素体呈现出与奥氏体不同的软化机制,铁素体的软化机制为动态回复和动态再结晶,而奥氏体因层错能较低其软化只能通过有限程度的动态回复进行。     

空气和腐蚀环境下双相不锈钢SAF2507的疲劳性能

对超级双相不锈钢SAF2507分别在空气和3.5%NaCl溶液中进行旋转弯曲疲劳实验,研究两种介质下SAF2507不锈钢的疲劳性能。结果表明:宏观上,双相不锈钢SAF2507在3.5%NaCl腐蚀环境中的疲劳强度较空气中的下降幅度小,为空气下的90%。但微观上,空气中疲劳断口表现为韧性断裂,在铁素体和奥氏体相上呈现大量疲劳辉纹;腐蚀环境下,奥氏体为韧性断裂,而铁素体呈现解理断裂模式。两相上疲劳辉纹的宽度和间距随着晶粒位向及二次裂纹的开裂而不同。在奥氏体-铁素体双相不锈钢的疲劳断口中,不能根据疲劳辉纹的间距进行相的鉴别。     

2205和2507双相不锈钢双道次热压缩条件下的微观组织演变及变形行为

对DSS2205和SDSS2507进行1000~1200℃的双道次热压缩实验,以研究热变形道次间隔过程中双相不锈钢的微观组织演变及其对合金后续变形行为的影响。结果表明:较高的变形温度(1200℃)不利于奥氏体稳定。随着保温时间的延长,γ→δ相变使得奥氏体占比逐渐降低,亚稳铁素体再结晶晶粒明显长大,合金第二道次热变形时的流变应力水平逐渐降低。在较低的变形温度下(1000℃),δ→γ相变占据主导,保温时间的延长促使铁素体晶界处形成大量的块状奥氏体相,抑制了铁素体再结晶晶粒长大。合金在第二道次热压缩变形时,块状奥氏体相的形成致使铁素体内大量位错发生缠结,并聚集在奥氏体/铁素体相界面处。对比DSS2205和SDSS2507较低温度下的微观组织演变过程可知,双相不锈钢第二道次变形抗力的提高主要与保温过程中铁素体内块状奥氏体相的形成有关。     

热处理细化δ/γ双相不锈钢晶粒的研究

为了消除粗大 δ铁素体的有害作用 ,研究了用热处理细化 Cr2 5Ni5Mo1 .5双相不锈钢 δ铁素体的方法。热处理所用的反应为 σ化反应 δ→ γ+σ和反 σ化反应 γ+σ→ δ。经过 75 0℃× 38h的 σ化处理 ,δ铁素体转变为细小的 γ相和 σ相的混合组织 ,通过快速加热的反σ化处理 ,获得了非常细小的铁素体。铁素体细化后的 Cr2 5Ni5Mo1 .5双相不锈钢冲击韧性大幅度提高 ,且 5 0℃时的冲击断口形貌由大面积的解理变为细小的韧窝     

特种设备用双相不锈钢抗点蚀性能研究

点蚀是不锈钢最有害的腐蚀形态之一,点蚀往往是应力腐蚀裂纹和腐蚀疲劳裂纹的起始部位。点蚀是一种腐蚀集中于表面的很小范围内,并深入到金属内部的腐蚀形态,一般形状为小孔状,其危害性比均匀腐蚀严重得多,会引起爆炸、火灾等事故。双相不锈钢兼有铁素体和奥氏体的特性,它将铁素体良好的强度、硬度和奥氏体优良的塑性和韧性结合起来,并具有优良的耐点蚀性能,无论是在力学性能上还是在耐腐蚀性上,双相不锈钢都明显优于铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢,可以在点蚀环境中的特种设备上广泛使用。     

不同压缩比2205双相不锈钢轧制复合板组织及性能对比研究

研究了不同压缩比2205双相不锈钢轧制复合板界面和复层的组织和性能。结果表明,压缩比为4和6的复合板复层均由奥氏体和铁素体组成,奥氏体和铁素体相界呈锯齿状;基层和复层界面处碳钢侧为单一铁素体,不锈钢侧可见一条不连续黑色条带;相比压缩比为4的复合板,压缩比为6的复合板复层铁素体含量更高,奥氏体γ相尺寸更小更长,耐腐蚀性更好,但强度无明显差异;基层和复层界面更平整,结合力更低。     

粉末冶金316L不锈钢抗腐蚀性能及其合金元素Si的作用

研究表明,添加4wt%Si 的粉末冶金316L 不锈钢由单相奥氏体转变为奥氏体+铁素体双相组织,烧结密度和体积收缩率分别提高12%和230%,疏松和孔隙明显减少,从而显著提高抗 Cl~-离子腐蚀性能,接近冶炼316L 不锈钢的水平。     

铸态双相不锈钢彩色金相异常组织分析

采用金相分析、扫描电镜及能谱分析、X射线衍射分析、透射电镜分析以及显微硬度测试等方法研究了铸态2507双相不锈钢中各相的形貌和特征。结果表明:采用彩色金相侵蚀剂(1g偏重亚硫酸钠+10mL浓盐酸+50mL水)侵蚀后,彩色金相组织中的土黄色相为奥氏体相,黄绿色相为铁素体相,斑马纹状组织为(σ+γ2)共析组织。     

国外新材料、新工艺专利信息

一、耐热腐蚀的双相不锈钢 据美国《专利公报》报道,一种双相耐热腐蚀不锈钢获得了专利权,专利号为4740254,1988年4月26日公布。 不锈钢的成分为:C≤0.10％,Si≤1.5％,Mn≤2.0％,Cr25～27％,Ni5.0～7.5％,Cu1.5～3.5％,Ti≤0.15％,Mo≤0.5％。 不锈钢奥氏体化以后,以很缓慢的速度控制冷却可获得具有双相组织(铁素体-奥氏体)的钢,使残余热应力达到极低程度,从而具有高的塑性和耐热腐蚀性。     

凝固冷却速率对2507超级双相不锈钢微观组织的演变及耐蚀性能的影响

为探究凝固冷却速率对2507超级双相不锈钢微观组织与耐蚀性能的影响,采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)研究了不同凝固冷却速率2507超级双相不锈钢的微观组织演变规律,并结合Image-Pro图像分析软件与铁素体分析仪,确定了各不同凝固冷速试样组织中的各相含量,得到了凝固冷却速率对σ相析出的影响规律及σ相的...     

第十七讲薄膜与表面技术基础

(上接2012年第5期第80页) 材料组织结构的不均匀会使点蚀倾向增加.如钢中非金属夹杂物MnS常成为点蚀的起源,奥氏体不锈钢中的δ铁素体,不锈钢中的σ相,铁素体不锈钢中的α相,敏化的晶界及焊接区等都可能使钢的耐点蚀性能降低;时效的含Cu含Mg的铝合金,因存在Al2CuMg相,使点蚀敏感性增大;剧烈的冷加工会使不锈钢在三氧化二铁中的点蚀倾向增大,在大多数不锈钢锻材上常可观察到点钢在边缘部位优先产生.