对750℃不同热处理时间2205双相不锈钢析出相的定性定量分析

经过等温热处理,双相不锈钢中铁素体在向奥氏体转变的过程中通常会形成碳化物相、金属间相、氮化物析出相等。这些析出相在合金中形成将导致不锈钢的脆化,显著降低钢的塑性、韧性和耐蚀性。为了对750℃不同热处理时间双相不锈钢析出相做定性定量分析,本实验首先研究了不同电解体系下双相不锈钢的电解效果,在选择好合适的电解液后,利用电解分离方法将析出相从基体中分离。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)定性研究了提取后析出相的形貌以及结构特性的变化过程;此外,利用氧氮分析仪测定了析出相的氮含量;利用碳硫分析仪测定了残渣经酸处理后的碳含量。最后,通过电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)检测化学分离后溶液中合金元素的含量,并结合氮和碳含量的数据,计算不同析出相的元素组成及含量,最后讨论了750℃下不同热处理时间对析出相的影响,在时效开始时先形成金属间相χ相,随着时间的延长,χ相减少,而σ相逐渐形成并最终占主量。     

2205双相不锈钢中σ相的析出规律

研究了2205双相不锈钢中σ相的析出规律及原始组织对析出规律的影响.分别对铸态试样和热轧态试样进行了不同工艺条件的固溶处理实验,并对实验后试样进行了显微组织的观察和分析.结果表明,2205双相不锈钢中σ相析出的鼻尖温度为850℃;变形会使σ相的析出温度升高,孕育期缩短,析出速度增大;工业生产2205双相不锈钢热轧卷板时轧件终轧后应采用较快冷却速度冷却到卷取温度,以避免σ相的析出给热轧卷板开卷及后续工序带来困难.     

电解提取-Rietveld全谱分析法定量分析双相不锈钢中的析出相

通常,用透射电镜和扫描电镜只能对析出相进行定性分析而无法进行定量,而传统的X衍射定量分析钢中每种析出相是相当困难的.近几年,随着物理化学相分析的发展,经过化学分离或选择性电解,一些不同的相可以被分离从而进行定量测定,因此,电解提取—化学分离—湿法检测的物理化学法可以用来定量表征某些钢中特定的析出相.但是,在双相不锈钢中,σ相和χ相是紧密结合,无法通过化学分离法进行准确定量.介绍了定量测定双相钢中σ相、χ相、碳化物和氮化物的电解提取-Rietveld全谱分析法.试验证明,该法可以快速得到准确的定量数据;结果还表明,χ相是σ相的过渡相,随着热处理时间的延长,σ相越来越多,相对应χ相越来越少.     

2205双相不锈钢中σ相的析出规律

2205双相不锈钢经过1300℃固溶处理和不同程度的冷轧变形后,在不同温度下保温不同时间后水冷.利用金相显微镜和透射电镜观察试样的组织,用Image Tool软件分析组织中σ相的含量,研究2205双相不锈钢中σ相的析出规律.在950℃保温,当冷轧变形量从50%增大到85%时,σ相析出时间从30 min缩短为3 min.冷轧变形量为85%的试样,在950℃保温,当保温时间从3 min延长至30 min时,σ相的体积分数从1.2%增大到11.8%.在875~950℃保温5 min后,当温度从875升高至950℃时,σ相的体积分数从8.9%降低至3.6%;在975℃保温5 min后,组织中不存在σ相.     

时效条件下2205双相不锈钢中的析出相分析及其对冲击性能的影响

研究采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和透射电镜(TEM)等试验技术,分别对2205双相不锈钢在700、750℃时效处理0.5、12、h后组织中的析出相进行分析。结果表明:在700℃时效处理的条件下,2205双相不锈钢的析出相主要是Cr2N和χ相;750℃时效处理的条件下,析出相主要由Cr2N、χ相以及σ相组成。结合室温冲击功的测量结果,随着时效时间的延长,该钢的冲击功明显降低;在相同时效时间条件下,与700℃时效处理相比,经750℃时效处理后的2205双相不锈钢冲击功较低,这主要是由于组织中σ相的析出造成的。     

双相不锈钢2205线材拉拔断裂原因分析

规格Φ5.5 mm的双相不锈钢2205线材经过5道次拉拔至Φ2.5 mm,在拉拔过程中经常出现拉拔断裂。为查找断裂原因,采用宏观分析、光谱成分分析、金相分析、扫描电镜-能谱分析等方法对断裂样品进行了试验检测分析。结果表明,双相不锈钢2205线材基体中大量金属间化合物使材料塑性和韧性下降,在冷拔力的作用下产生断裂。     

不同冶金方法测定双相不锈钢中的二次相析出

双相不锈钢(DSS)的铁素体-奥氏体微观结构将良好的机械性能及抗腐蚀性能结合于一体,并且价格也非常具有竞争力。DSS的一个典型性质是其较高的抗点蚀性,这一特性使DSS适用于苛刻环境下的结构应用。然而,DSS的应用受限于危险金属相结构的易感性,从而对其冲击韧性和耐腐蚀性产生不利影响。此析出现象引起了人们的极大关注,并且不同析出次序(σ相,χ相和碳化物)也已被相继提出。本文综述了有关二次相形成的研究,并对最常用分析方法进行比较。对这些析出在连续冷却和等温处理(以定义时间和次序)条件下进行了考察。     

热处理对2205双相不锈钢耐腐蚀性能的影响

研究了热处理对2205双相不锈钢两相比例及耐蚀性能的影响。结果表明，不同热处理制度下，2205双相不锈钢两相比例差别很大，且耐蚀性能也有很大不同。     

时效对超级双相不锈钢析出相演变的影响

通过在850℃时效处理研究了S32750超级双相不锈钢析出相的析出行为。采用Thermo-Calc热力学软件预测析出相及相组成,采用OM,FE-SEM和EDS对S32750超级双相不锈钢铸坯不同时效状态下的样品进行全面分析,利用K-J-M-A模型进行σ相析出动力学拟合。实验结果表明：850℃时效过程中,σ相优先在铁素体内部和双相晶界处析出,直至铁素体相耗尽;σ相的析出动力学控速环节主要是：初始阶段形核控速和时效40 min后的元素扩散控速;除σ相外,时效过程中还会析出χ相和Cr2N相。其中χ相属于亚稳定相,主要在时效前期析出,随着时效时间的延长最终转化成σ相。     

Discussion on transformation of precipitate phases in 2205 duplex stainless steel with different isothermal treatment situation

Due to isothermal heat treatment or welding,duplex stainless undergoes a variety of decomposition processes at a temperature ranging from 300 - 1 100℃,which could form inter-metallic phases likeσ-phase and xphase,as well as Cr₂N and M₂₃C₆,etc.These processes are not only influenced by temperature and cooling speed, but also are affected by alloy element content.The purpose of the research was to work out the qualitative and quantitative analysis of precipitate phases in 2 205 duplex stainless steel with different isothermal heat treatment situation.After choosing the electrolyte and electrolytic systems,we use electrochemical method to extract precipitate phases from the matrix.Scanning electron microscope（SEM） and X-ray diffraction（XRD） were used to examine their modality and structure.Particle size distribution was performed by dynamic laser scattering sizer （DLS-Sizer）.Furthermore,oxygen-nitrogen analyzer and carbon-sulfur analyzer were applied to measure the content of nitrogen and carbon in precipitate phases.Separation and quantitative analysis of precipitate phases were carried out by wet chemical analysis and inductively coupled plasma spectrometry（ICP）.In a word,combining chemical and physical methods,our research reveals the transformation of precipitate phases’species,content, elemental composition and particle size distribution during different isothermal heat treatment situation.     

Thermal aging effect on 2205 duplex stainless steel

The effect of isothermal aging treatment on the mechanical and corrosion properties of 2205 duplex stainless steel was investigated by means of impact toughness test and micro-hardness measurement in combination with the critical pitting temperature( CPT) technique. The corresponding fractography of the steel was then observed after the impact toughness test. The results demonstrated that,at the critical temperature for precipitation of the sigma( σ) phase,e. g.,850 ℃,the impact toughness decreased rapidly and the micro-hardness increased gradually with increasing aging time. The CPT decreased from 61 to 15 ℃ as the aging time increased from 4 min to 8 h. In addition,optical microscopy,transmission electron microscope( TEM) and X-ray diffraction studies showed that the ferrite in the steel transformed into secondary austenite and σ phase.     

2205双相不锈钢中σ相析出规律的研究

 对原始组织为铸态和热轧态的2205双相不锈钢试样进行了不同条件下的固溶处理热模拟试验。通过对处理后的试样的显微组织进行观察和分析，得到了σ相析出规律以及原始组织对σ相析出规律的影响。     

2205双相不锈钢边裂缺陷形成原因分析

采用金相显微镜及扫描电镜观察2205双相不锈钢热轧板边裂缺陷,通过夹杂物和微观组织分析,研究了边裂缺陷的形成原因.结果表明,2205双相不锈钢热轧边裂缺陷是由于边部奥氏体晶粒粗大、铁素体和奥氏体两相比例不协调引起的.根据上述原因提出了相应的改进建议.     

Effect of solution treatment on structure of oxide scales for 2205 duplex stainless steel

The oxide scales of 2205 duplex stainless steel plates were studied at hot- rolled state and solid- solution state by SEM, XRD and EDS. The oxide scales on the surface of 2205 duplex stainless steel are composed of a variety of oxides, such as Fe2O3, Cr2O3, FeO??Cr2O3 and NiO??Fe2O3 with spinel structure. After the solution treatment, the oxide scales on the surface changed, in the meantime, the oxidation occurred in the stainless steel substrate. The content of Cr, Ni, Mo increased in the oxides contacting with the substrate, in addition, the distribution of Cr and Ni was more evenly in the oxide scales. The content of Si, Mo increased significantly in the contacting part with the substrate. The surface of the steel plate was formed by a certain outside- in hierarchical oxide phase of Fe, Mo, Ni, Cr and Si. The stability and complexity of the oxide film increased, so it was more difficult to be removed by acid pickling.     

固溶处理对2205双相不锈钢组织与疲劳裂纹扩展规律的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、EDS能谱分析和力学性能测试等方法,研究了固溶处理对2205双相不锈钢显微组织与疲劳裂纹扩展规律的影响。结果表明：与原始热轧态相比,在950~1150℃范围固溶处理的试样的疲劳裂纹门槛值显著提高,稳态裂纹扩展速率均有所减小。在950℃固溶处理时,组织中析出少量的σ相,试样的稳态裂纹扩展速率显著降低;随着固溶温度的升高,组织中α相含量逐渐增加,σ相溶解,试样的稳态裂纹扩展速率的变化呈现为先增大后减小的趋势;当固溶温度达到1150℃时,组织中α相含量最高且两相组织明显粗化,试样的稳态裂纹扩展速率达到最小,呈现出最高的抗疲劳裂纹扩展能力。固溶处理引起σ相的析出与溶解、α相含量的增加及组织粗化是引起2205双相不锈钢试样疲劳裂纹扩展性能非单调变化的原因。     

中温时效对022Cr21Ni2Mn5N钢析出行为及冲击韧性的影响

采用Thermo-Calc软件对022Cr21Ni2Mn5N双相不锈钢的近平衡态析出相进行了计算分析。采用光学显微镜、透射电镜、物理化学相分析方法对经中温时效处理后试验钢第二相的析出温度、种类、数量和位置进行了观察和研究,并分析了第二相析出行为对钢的冲击韧性的影响机理。结果表明:022Cr21Ni2Mn5N双相不锈钢在600~700℃中温时效时的析出相主要为六方结构的Cr_2N相和面心立方结构的M_(23)C_6相,未见σ相析出。中温时效时,受制于该钢较低的C含量,M_(23)C_6相析出位置仅局限于相界、晶界处。该钢较高的N含量促进钢中Cr_2N相析出,并在相界、晶界和铁素体晶内均有发现。时效初期M_(23)C_6和Cr_2N均具有较高的析出速度,时效时间继续延长析出量增长放缓。时效处理时间和温度直接影响钢的冲击性能:时效初期第二相的快速析出导致钢的冲击功急剧下降;时效足够长时间,第二相析出量达到饱和,钢的冲击功趋于稳定值;并且600℃长时时效时,钢的冲击功值达到最小。     

2205双相不锈钢连铸过程中夹杂物的形成机制

摘要：为了研究2205双相不锈钢连铸过程中夹杂物的特征及形成机制，从2205双相不锈钢连铸中间包和板坯上分别取试样，利用扫描电镜分析夹杂物的类型及形貌特征，并结合热力学计算探讨夹杂物的演变规律及其形成原因。结果表明，2205双相不锈钢中间包中存在大于10μm的夹杂物，中间包中夹杂物类型主要为CaO Al2O3和CaO Al2O3 MgO球形夹杂物，板坯中夹杂物尺寸都小于10μm，板坯中CaO Al2O3和CaO Al2O3 MgO球形夹杂物外面包裹了一层TiN。错配度和热力学计算表明凝固过程中CaO Al2O3和CaO Al2O3 MgO球形夹杂物为TiN的析出提供了形核质点。     

双相不锈钢2205热轧钢带氧化铁皮显微分析

 应用OM、SEM、XRD技术,分析研究了双相不锈钢2205热轧钢带氧化铁皮显微结构特征,这是决定钢带酸洗效果的本质因素之一。结果表明：热轧后钢带表面氧化铁皮存在大量的裂纹以及局部伴有氧化铁皮部分脱落,有利于酸洗;氧化铁皮厚度一般为10 μm左右,但是存在局部区域氧化层增厚以及氧化铁皮向基体内部的嵌入;氧化铁皮中含有难以酸洗的铁橄榄石（Fe2SiO4）和尖晶石结构的Cr2O3·FeO等物相,增加了钢带表面氧化铁皮酸洗去除的难度。     

不同热处理状态下镍基耐蚀合金析出相的定性定量分析

镍基耐蚀钢的性能,在很大程度上取决于钢中各种相的数量、组成、大小、分布状况和合金元素在晶界的分配情况。镍基耐蚀钢经过等温热处理,通常会形成碳化物相、金属间相等析出相。这些析出相在合金中的形成将导致钢的脆化,显著降低钢的塑性、韧性和耐蚀性。为了对不同热处理条件下镍基耐蚀合金析出相做定性定量分析,实验在选择好合适的电解制度后,利用电解分离方法将析出相从基体中分离。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)定性研究了提取后析出相的形貌以及结构特性的变化过程;并利用Rietveld全谱拟合法计算不同析出相的组成及含量,最后还讨论了析出相含量与材料耐蚀性能间的关系。实验结果表明900 ℃时效形成的析出相最多,且析出相的含量随时间的延长呈明显上升的趋势;腐蚀性能评价结果表明析出相的含量与平均腐蚀速率存在一定的正相关,即随着析出相含量的增加,材料的平均腐蚀速率也增加,耐蚀性能减弱。