时效处理温度对铸造双相不锈钢析出相的影响

利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪,研究了时效处理温度对铸造双相不锈钢组织中析出相的影响。结果表明,铸造双相不锈钢固溶处理后水淬,在不同时效温度下处理后,奥氏体晶体内并不会产生任何相变,析出相均来自铁素体内部和晶界上。     

抗菌时效处理对含Cu双相不锈钢组织和性能的影响 Ⅰ.富Cu相的微观结构及演变规律

采用SEM,XRD以及TEM对经抗菌时效处理后的含Cu双相不锈钢中抗菌富Cu相的微观结构及析出演变规律进行了研究.结果表明,在540 - 580℃温度范围内.双相不锈钢中的铁素体基体及α/γ相界上均有抗菌富Cu相析出,奥氏体内没有新相的析出;随时效时间的延长,析出相逐渐粗化,并由球形颗粒状转变为棒状或长条状;随着时效温度的提高,富Cu相析出速率加快,较快地由颗粒状转变为棒状;时效处理过程中,富Cu相会随时间的延长及温度的提高从亚稳态过渡到稳定的ε-Cu相;ε-Cu相具有复杂的多层孪晶结构,与铁素体基体满足Kurdjumov- Sachs取向关系:（111）_ε-Cu∥（110）_α-Fe,[011]_ε-Cu∥[001]_α-Fe,（111）_ε-Cu∥（121）_α-Fe,[011]_ε-Cu∥[012]_α-Fe.     

双相不锈钢表层沉淀相的晶体学特征

双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3表层析出的奥氏体相具有可重复的多种形貌和晶体学特征,与块体材料内部的沉淀现象有显著差异.为探索非均匀约束条件下的相变晶体学规律,应用电子背散射衍射(EBSD)技术对表层沉淀相中主要的针状奥氏体的晶体学特征进行统计表征.统计结果表明,沉淀相倾向于沿表面生长.以在预抛光表面作为不变线方向的约束条件,计算了所有可能出现的不变线.对比实验观察发现,多数表层沉淀相的长轴方向趋向表面内的某一不变线.各不变线之间的晶体学非等价性是表层针状沉淀相取向多样性的成因.     

时效时间对2205双相不锈钢中第二相析出行为的影响

2205双相不锈钢在一定温度下时效处理会析出第二相,不锈钢的各种性能会因此受到影响。研究了热轧2205双相不锈钢时效不同时间与析出相的联系,并探究其析出规律。利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)配合能谱仪(EDS)观察了析出相显微组织的变化,并对析出相和基体的成分进行了点扫描成分分析。结果表明,在850 ℃时效5 min,χ相即会优先在铁素体晶界处析出,随着时效时间延长σ相将逐渐析出,铁素体含量减少,奥氏体及析出相的比例增大。     

双相不锈钢中σ相的析出及其数学模型

论述了固溶处理和时效处理对双相不锈钢中σ相析出规律的影响,并推荐了典型双相不锈钢2205和2507牌号优化的热处理工艺制度;根据σ相的形成特点,简要介绍了关于σ相析出数学模型建立的基本理论和步骤;并对国内外该技术的发展状况做了综合性的评述.     

冷却速率对2507超级双相不锈钢σ相析出的影响

利用Gleeble 3500热模拟试验机对2507超级双相不锈钢进行了连续冷却试验,采用金相显微镜和扫描电镜电子背散射模式分析了冷却速率对超级双相不锈钢σ相析出的影响。研究结果表明,在连续冷却过程中,冷却速率显著影响2507双相不锈钢σ相的析出含量,冷却速率越小,σ相的析出量越多;冷却速率超过2.0℃/s能阻止2507超级双相不锈钢析出σ相。     

超级双相不锈钢σ相析出及对组织性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、纳米力学探针、常温拉伸等方法,研究了S32750超级双相不锈钢中σ相的析出规律及其对组织性能的影响.结果表明,σ相优先析出于奥氏体晶粒边界处、铁素体含量稀少之处,其析出量随固溶温度的升高而呈现出先增大后减小的趋势,在900℃时,析出量达到最大.材料的硬度与变形抗力会随着σ相析出量的增多而增大;σ相析出时引起的体积膨胀会引起奥氏体边部的硬度与杨氏模量增大;σ相析出也容易造成材料中微裂纹的形成.S32750双相不锈钢应在1020℃到1080℃温度范围内进行固溶,以获得较好的冷加工性能.     

固溶和时效处理对稀土双相不锈钢组织及相成分的影响

利用光镜，扫描电镜，电子探针和Ｘ射线衍射法并结合硬度测量研究了固溶和时效处理对一种α／γ双相不锈钢组织及相成分的影响。结果表明：（１）１０００￣１１５０℃温区内加热后水冷，均能获得α／γ双相组织，α相数量和合金的硬度随固溶温度提高而增大，合金元素在α和γ相中的分布也发生变化。（２）固溶态合金在６５０￣９００℃温区进行等温时效，α相中会析出σ和γ２相，导致合金显显著硬化，σ相析出的最敏感温度约为７５     

双相不锈钢σ相析出行为及对冲击性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、室温冲击等方法,研究了800℃固溶处理5～120min后2205双相不锈钢σ相析出以及对冲击性能的影响规律.结果表明:固溶处理10 min时开始有σ相析出,随固溶时间的延长,σ相析出增多,析出尺寸增大,析出速度呈先增后减的趋势;σ相析出伴随着大量的二次奥氏体沿σ相两侧向铁素体晶内生长,造成铁素体含量减少,奥氏体含量增加;2205双相不锈钢的冲击性能对σ相析出非常敏感,σ相在α/γ相界上析出,造成晶界脆化,少量σ相析出就导致冲击韧度大幅下降,并随σ相析出量的增加持续降低,在双相不锈钢热加工过程中应尽量缩短在σ相析出温度范围内的停留时间,避免σ相析出造成不利影响.     

时效工艺对2205双相不锈钢σ相析出行为的影响

通过光学显微镜、扫描电镜对2205双相不锈钢1050、1350 ℃固溶30 min+650~1000 ℃时效0.5~1440 min后σ相形貌和含量进行观测。结果表明:经过1050 ℃固溶处理后,2205双相不锈钢在650~850 ℃时效处理过程中存在σ相析出行为。当时效温度为850 ℃时,σ相析出最快;随着时效温度偏离850 ℃,σ相析出速度降低。经过1350 ℃固溶后,σ相析出温度整体提高,析出温度范围更宽。σ相析出后即发生迅速长大,在3 h内体积分数可达0.25%~1.75%;之后其生长速率逐渐减缓。σ相首先在铁素体与奥氏体相界处以小于1 μm的近似球状颗粒形貌析出,之后沿着铁素体相中宽度在几微米的狭窄区域向铁素体内生长。2205双相不锈钢的时效处理温度影响σ相的析出行为,时效处理应在偏离850 ℃的温度下进行,以防止σ相的析出和快速长大。     

氮元素对25—6Mo3双相不锈钢α与γ两相耐点蚀行为的影响

对双相不锈钢耐点蚀性能继续加以研究发现，随含氮量增高，点蚀引发及引发后向基体方向深入矿展的阻力增大，用Ｘ射线能谱分析其两相成分得出，文献（１）所报道的关于随Ｎ的增加，蚀孔从原来的γ相转移到α相这一事实是基于两相内的含元素Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｉ随含Ｎ量变化而发生有利于γ相的重新分配之故，并且两相中含Ｎ量子与合金元素之间有如下关系；在α相，Ｃｒ％＝２５．９８３＋５．４７５Ｎ％，Ｎｉ％＝５．４７－３．５３Ｎ％     

焊接塑性应变演变过程——不锈钢薄板焊接塑性应变演变过程

采用数值模拟方法对不锈钢薄板电弧焊接塑性应变演变过程进行了分析.结果表明,在焊接过程中焊缝及近缝区内无论是纵向塑性应变还是横向塑性应变均为压缩塑性应变,熔池凝固冷却产生的拉伸回复不足以完全抵消加热过程已产生的压缩塑性应变,最终残留在焊缝及近缝区内的塑性应变仍保持压缩状态,压缩塑性区的宽度明显大于材料"力学熔化区"宽度.     

焊接塑性应变演变过程——不锈钢薄板焊接塑性应变演变过程

采用数值模拟方法对不锈钢薄板电弧焊接塑性应变演变过程进行了分析.结果表明,在焊接过程中焊缝及近缝区内无论是纵向塑性应变还是横向塑性应变均为压缩塑性应变,熔池凝固冷却产生的拉伸回复不足以完全抵消加热过程已产生的压缩塑性应变,最终残留在焊缝及近缝区内的塑性应变仍保持压缩状态,压缩塑性区的宽度明显大于材料\     

时效对2205双相不锈钢σ析出相的影响

通过SEM和EDS对2205双相不锈钢的维氏硬度及矫顽磁力的测量.研究了2205双相不锈钢在时效条件下σ相的析出规律,分析了σ析出相对2205双相不锈钢的维氏硬度及其矫顽磁力的影响.结果表明:仃析出相的多少与时效时间成正比,与时效温度成反比.σ析出相越多,其硬度越高,2205不锈钢经800℃时效8 h后,基体铁素体发生分解,其矫顽磁力为零.     

SAF2906双相不锈钢σ相析出行为及对超塑性影响

对高温固溶后的SAF2906双相不锈钢进行时效处理,固溶温度为1 200℃,保温时间1h,时效温度为650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及透射电镜(TEM)等方法观察SAF2906双相不锈钢中析出相的形态,采用EDS能谱测量析出相中各化学元素的含量,通过恒温拉伸机对试样进行恒温拉伸,分析在不同实验温度下试样伸长率的变化。结果表明,在本实验条件下σ相的析出量随时效温度的升高先增大后减小,在约850℃达到最大,SAF2906双相不锈钢中的σ析出相分布规律与同类型双相不锈钢相比有相似之处,形核位置大部分出现在α-铁素体内部和γ-奥氏体/α-铁素体两相之间,但有部分析出相出现在γ-奥氏体内部;σ相在超塑拉伸过程变形后期容易导致断裂,在变形温度为850℃与900℃时,试样伸长率分别可以达到382%和538%,当温度为950℃时,随着保温时间的延长,σ相在试样中的比例不断下降,同时试样伸长率不断上升,当保温时间达到5min时,σ相比例5%,此时伸长率可达1 000%。     

不同固溶温度对双相不锈钢σ相析出及冲击韧性的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、室温冲击等方法,研究了不同固溶温度下2205双相不锈钢σ相析出行为以及对冲击性能的影响,用于指导双相不锈钢的热加工工艺.结果表明:在750～ 900℃时,有σ相析出,析出位置集中在α/γ相界上.随着固溶温度的升高,σ相析出尺寸变大,析出量呈先增多再减少,σ相析出的鼻尖温度范围在850 ～ 900℃之间.σ相析出使2205双相不锈钢冲击韧性急剧下降,随固溶温度的升高,冲击韧性持续降低,900℃时冲击韧性最差,仅有38 J,因此双相不锈钢在热加工过程中应尽量避免在σ相析出温度范围内停留.     

非均匀弹性能作用下Fe-Al合金匀相转变动力学的微观相场研究

建立耦合非均匀弹性能的微观相场动力学模型,研究了Fe-Al合金匀相转变过程中微观组织演化和动力学行为。结果表明:在非均匀长程弹性交互作用能的影响下,Fe-Al合金时效过程中发生调幅分解与有序化共存相变,形成细小的调幅分解与有序化共存组织。在时效初期,合金中先迅速发生失稳有序化转变,在这个过程中长程序参数(有序度)逐渐增加,形成单一的粗大有序相并在相界上分布着少量无序相。随着时效时间增加,在有序相内部发生调幅分解,浓度起伏逐渐增大直至平衡,形成原子富集区和贫集区,呈现调幅分解与有序化共存。在这个过程中,长程序参数和浓度序参数连续增加,在时效后期趋于稳定。比较模拟结果和试验结果,发现模拟结果的调幅分解与有序化共存组织形态与试验结果相一致,尺寸略小。     

双相不锈钢应力应变曲线数值模拟

设计了成分与SAF2205双相不锈钢中奥氏体相和铁素体相成分相近的单相奥氏体不锈钢和铁索体不锈钢,根据其应力．应变曲线,采用有限元方法,计算了双相不锈钢的应力．应变曲线,并与实测值进行对比,同时对奥氏体的体积分数和双相不锈钢中两相屈服强度之比（C^＊）等影响双相不锈钢力学性能的因素进行了讨论。由单相奥氏体和铁素体不锈钢的应力-应变曲线计算的双相不锈钢的应力．应变曲线和实测的双相不锈钢应力-应变曲线吻合很好,说明本文所建立的有限元模型正确。计算表明奥氏体体积分数对应力．应变曲线的弹性部分没有影响,而对塑性部分影响较大。在外应力作用下,随着奥氏体体积分数的增加,应变增加;不同奥氏体与铁素体屈服强度之比（C^＊）对应力-应变曲线弹性部分没有影响,而对塑性部分略有影响,在外加应力作用下,随着C^＊增加,应变增加。     

奥氏体不锈钢高温拉伸过程中的不均匀变形

材料高温变形过程中会发生不均匀变形,甚至产生缺陷。通过高温拉伸卸载实验,分析304奥氏体不锈钢在变形温度为1150℃时不同卸载应变量下试样的表面形态。实验表明,随着应变量的增大,表面粗糙度逐渐增大。从试样宏观上看,当应变量较小时,尽管试样局部有明显的不均匀性,但仍保持着几何上的均匀性;当应变量较大时,演变为竹节形。在此基础上,提出高温拉伸过程的不均匀变形机制,即在拉伸变形初期形成一个变形集中区域,且不断的转移,从而形成试样轮廓上的凹陷,当应变较大时,变形会集中在某个区域内引起断裂。分析认为,奥氏体不锈钢在高温变形条件下,一旦出现应变集中区域,由于较高的应变速率强化性能,使应变集中区域变形抗力增大,阻止了该区域截面积的进一步减小,使应变集中区域发生转移。     

双相不锈钢中α-相组织的两种显示方法探讨

采用GB/T 13305—2008《不锈钢中α-相面积含量金相测定》中的两种组织显示方法揭示出双相不锈钢的显微组织,并通过能谱分析对两种方法显示出的铁素体相和奥氏体相的化学成分进行了分析研究。结果表明,用NaOH或KOH水溶液电解侵蚀显示出的铁素体相和奥氏体相的显微组织是正确的,而用氯化铁盐酸乙醇水溶液所揭示出来的铁素体相和奥氏体相的显微组织是错误的,试验条件尚需进一步推敲。