σ相的消除对双相不锈钢组织和性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、拉伸、冲击、点腐蚀试验等方法,研究了双相不锈钢750℃敏化处理48 h后在5~50 min不同时间再次固溶处理对双相不锈钢晶粒形态和尺寸、拉伸性能、冲击韧性和耐点蚀性能的影响。结果表明:再次固溶处理可消除双相不锈钢中析出的σ相,同时晶粒尺寸与原材料相比得到明显细化,但随着再次固溶时间的延长,细小晶粒减少,平均晶粒直径有所增大;σ相完全消除后的双相不锈钢,相比原材料,其抗拉强度和冲击韧性有所增加,塑性有所降低;且随再次固溶时间的延长,强度持续增加,塑性和冲击韧性均呈先增加后降低的趋势,再次固溶时间为35 min时,塑性最佳;固溶时间为20 min时,冲击韧性最佳,且此时腐蚀率比原材料还要低,此后随固溶时间增大均呈现了良好的耐蚀性。     

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.     

一种双相不锈钢热处理工艺的优化

对一种双相不锈钢设计并进行了不同的热处理,研究了不同热处理后双相不锈钢的组织、相结构、硬度及在几种腐蚀介质中的腐蚀特性.结果表明:提高固溶温度可略提高双相不锈钢的硬度而基本不影响其耐蚀性;固溶后时效使δ相中析出σ相,一些δ相转变为γ相,钢的硬度显著增加.阳极极化实验表明时效后双相不锈钢的耐蚀性较固溶态降低,降低程度与腐蚀介质有关;在1 mol/L NaCl中,时效后双相不锈钢的耐蚀性剧烈降低;但时效对双相不锈钢在0.2 mol/L H2SO4与1 mol/L H3PO4中的钝化区基本无影响.由于材料的腐蚀磨损抗力与其耐蚀和耐磨能力均有关,因此在一定服役条件下,可以通过时效适当提高双相不锈钢的硬度来提高其腐蚀磨损抗力.     

压缩变形对双相不锈钢σ相析出行为的影响

采用金相显微观察、定量相分析、能谱分析等方法,研究了室温压缩变形对2205双相不锈钢在700~950℃固溶处理后σ相析出行为的影响,用于指导双相不锈钢的冷、热加工工艺。结果表明,压缩变形并没有扩大双相不锈钢固溶处理的σ相析出温度范围,但加快了σ相的析出速度,导致σ相析出量增多,析出部位由α/γ相界扩大至铁素体晶内和奥氏体晶内,同时导致σ相析出鼻尖温度由850℃降至800℃。     

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.     

热处理对25Cr-7Ni-4Mo-N钢力学性能及显微组织的影响

研究了固溶温度对25Cr-7Ni-4Mo-N双相不锈钢组织及力学性能的影响。结果表明,该钢固溶处理温度过低,将有σ相析出,影响其冲击韧度;固溶处理温度过高,组织再结晶长大,造成强度下降。25Cr-7Ni-4Mo-N双相不锈钢的固溶处理温度应高于1025℃,其最佳的固溶温度为1025～1100℃。     

固溶处理对选区激光熔化双相不锈钢组织及性能的影响

通过设计和优化双相不锈钢激光选区熔化(SLM)成形工艺,制得了高精度、低缺陷密度的(21.98wt%Cr-5.37wt%Ni-3.13wt%Mo-1.95wt%Mn)双相不锈钢,进一步研究了不同固溶处理温度对其显微组织和性能的影响。结果表明,通过对不同工艺参数SLM成形试样的研究,得到最佳SLM工艺参数：激光功率275 W,激光扫描速度700 mm/s,扫描间距80μm,铺粉层厚50μm。固溶处理能有效地调控SLM成形双相不锈钢的相组成及比例,试样中奥氏体含量均较打印态试样大幅提高。较低温度固溶处理会导致脆性σ相在晶界处析出,大幅削弱试样的塑性。当固溶温度升高到1020℃及以上时,σ相消失。更高的固溶处理温度又会使晶粒粗化,既降低试样的强度又损害塑性。1020℃固溶处理试样中可获得接近平衡的双相组织,此时抗拉强度为868 MPa,伸长率达到35.0%。     

固溶温度对22Cr双相不锈钢组织与性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、透射电镜和性能测试等方法,研究了固溶温度对22Cr双相不锈钢显微组织和性能的影响.结果表明:在950～1150 ℃范围,实验钢中α、γ两相含量与固溶温度呈近似直线关系;材料的显微硬度(HV)和强度(σb)先降后升,在1050 ℃时达到最小值;当固溶温度为950 ℃,组织中出现了σ相,σ相是导致22Cr双相不锈钢塑性、韧性下降的主要原因;随着固溶温度的升高,Cr、Mo的分配系数K变小,Ni的分配系数K增大,表明合金元素在α和γ相中浓度差别变小.     

时效温度对2906超级双相不锈钢组织及性能的影响

对固溶态的2906超级双相不锈钢材料进行了650～950℃×6 h时效处理,利用OM、XRD、SEM、EDS和电化学工作站分析r时效温度对材料金属间相、力学性能和耐蚀性能的影响.试验结果表明:650℃时效6 h时,没有发现σ相生成,材料的抗拉强度和耐蚀性变化不大;当时效温度为750℃,组织中生成σ相含量最多,导致抗拉强度降低、塑性及耐蚀性大大下降,但硬度略有提高;随着时效温度的进一步提高到850℃及950℃,生成的口相逐渐减少,强度及耐蚀性略有回升.     

固溶温度对2507双相不锈钢力学性能及耐蚀性的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、XRD、拉伸试验机和电化学综合测试仪等研究了不同固溶温度对2507超级双相不锈钢组织、力学性能和耐蚀性的影响。采用Thermo-Calc热力学软件计算了2507双相不锈钢的热力学平衡相图,并与测试结果进行了对比。研究结果表明,经1050 ℃及以上温度固溶后,σ相溶解;随着固溶温度的升高,铁素体相含量增加,奥氏体相含量降低,α/γ相体积分数比增加;1050~1100 ℃固溶30 min并水冷时,双相不锈钢具有较好的综合力学性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别大于600 MPa、840 MPa和35%。1050 ℃固溶30 min时,双相钢可获得较好的耐蚀性能。     

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.     

固溶温度对29Cr铸造超级双相不锈钢组织和性能的影响

用常规中频炉制备了29Cr超级双相不锈钢,通过OM、SEM、EDS、XRD和电化学工作站研究了固溶温度对29Cr铸造超级双相不锈钢组织和性能的影响.试验结果表明:在1050～1150℃内对29Cr铸造超级双相不锈钢进行固溶处理时,Cr在铁素体与奥氏体两相中的分配系数(KCr)对材料性能的影响起主导作用,随固溶温度升高,KCr先上升后下降,Cr的分配系数越小强度越高,但耐蚀性越差;在1100℃固溶处理时,其强度及塑性达到最大值,分别为825MPa和35%,而腐蚀电流密度为0.603μA·cm-2,耐蚀性最差.     

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。     

固溶处理对双相不锈钢组织性能的影响

研究对比了一种铁素体-奥氏体双相不锈钢铸态和1050℃固溶处理后的组织与性能。对固溶处理前后δ-铁素体,γ-奥氏体及σ相形貌、成分及拉伸断口形态进行了研究与分析。实验结果表明:试验用双相不锈钢的铸态组织为γ-奥氏体、δ-铁素体和σ相;经1050℃固溶处理后σ相溶解,塑性指标较铸态时有所升高,其中屈服强度与断面收缩率升高较明显。     

固溶温度对2507双相不锈钢组织与耐蚀性能的影响

通过定量金相法、电化学试验和慢应变速率拉伸试验研究了固溶温度对2507双相不锈钢组织和耐腐蚀性能的影响,通过超景深观察了拉伸断口裂纹在2507双相不锈钢两相组织中的分布。结果表明,随着固溶温度的升高,2507双相不锈钢中铁素体相含量升高奥氏体相含量降低,1050℃时两相分布比较均匀相比例接近1∶1,有较好的抗点蚀和应力腐蚀性能;1000℃时有少量σ相在铁素体与奥氏体相界析出;此外2507双相不锈钢拉伸断口裂纹优先在铁素体中产生和传播,并终止于奥氏体。     

固溶处理对节镍型LDX2101及00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢腐蚀行为的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、动电位极化法以及慢应变速率拉伸试验,研究了950和1 100℃固溶处理对节镍型LDX2101以及00Cr22Ni5Mo3N(SAF2205)双相不锈钢中析出相、点蚀和应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明:950℃固溶处理使两种钢的微观组织均匀性变差,尤其是2205双相不锈钢中σ相的析出使其耐点蚀及应力腐蚀性能明显下降,耐点蚀性能甚至劣于点蚀当量(PREN)较小的LDX2101双相不锈钢; 1 100℃固溶处理对两种钢的点蚀和应力腐蚀开裂的行为影响较小,但钢的塑性略有提高。     

2205双相不锈钢中σ相析出的影响因素分析

分析了时效温度、时效时间、固溶温度、铬和钼含量对2205双相不锈钢中σ相析出量的影响规律。结果表明:随着时效时间延长,σ相析出量依次增加。在相同的时效时间下,随着时效温度升高σ相含量依次增大,在850 ℃时达到最大值;温度超过850 ℃后,随着时效温度升高σ相含量依次减小。时效时间相同的情况下,随着固溶温度、铬含量和钼含量升高,σ相析出时间变短、析出量增加。     

固溶温度对铸造双相不锈钢Cr25Mn10Mo4Ni2N组织及耐蚀性影响

通过中频感应炉熔炼制备了经济节Ni型铸造双相不锈钢Cr25Mn10Mo4Ni2N,利用OM、XRD、SEM和电化学工作站研究了1000~1150℃温度区间对其显微组织及固溶处理后在人工海水中耐蚀性能的影响。结果表明,固溶温度处于1000~1100℃区间时,材料的组织由α、γ及σ相组成。随着固溶温度升高,σ相的形貌由细小岛状向粗大岛状变化,且数量不断减少。当固溶温度升高至1120℃时,σ相完全消失,组织仅由α和γ两相组成。节Ni型双相不锈钢Cr25Mn10Mo4Ni2N经1120℃固溶时,其腐蚀电流密度最小,电荷转移电阻最大,耐蚀性能最佳;1150℃固溶时,耐蚀性能次之;在1020~1100℃温度区间固溶时,随着温度的升高σ相含量减少,材料耐蚀性能越好。     

固溶温度与2101节镍双相不锈钢耐蚀性的关系

采用金相显微镜、电化学动电位极化曲线和电化学阻抗谱等方法研究了固溶温度对2101节镍双相不锈钢耐蚀性能的影响。结果表明：随着固溶温度的提高,α相含量增加,γ相含量减少;Cl-作用下最先腐蚀的相为铁素体相,处于α相中未溶解的γ相的尺寸大小对2101节镍双相不锈钢耐蚀性会产生一定的影响,尤其1100 ℃温度下,α相中未溶细小的条状γ相使得耐蚀性严重降低。Cl-作用下最先腐蚀相为α相。固溶温度对α相中未溶解的γ相的大小及α、γ相界面均对其耐蚀性影响较大。     

后期固溶处理对2205双相不锈钢超塑性扩散连接的影响

针对2205双相不锈钢超塑性扩散连接结构中σ相导致构件性能较差的问题,对2205双相不锈钢超塑性扩散连接后的试样进行后期固溶处理,结果发现,固溶处理能够溶解组织中的σ相,提高扩散连接接头性能。2205双相不锈钢在1 000℃,5min,10MPa条件下扩散连接后的界面结合强度为430MPa,基体强度为780MPa。经过1 350℃,10min的固溶处理后,界面结合强度达530MPa,比固溶前提高了约23%。固溶时间10min,固溶温度1 050℃~1 350℃时,固溶后的界面结合强度均高于固溶前,但界面结合强度随固溶温度的升高逐渐下降,当固溶温度为1 050℃时,界面结合强度达685MPa,达到固溶前基体强度的88%。