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。     

2205双相不锈钢高温下σ相析出的原位观察

利用共焦激光扫描显微镜(CSLM)原位观察了2205双相不锈钢850、900、950℃保温1 h时效处理过程中σ相的析出行为。结合扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和透射电镜(TEM)的分析结果可以认为,经过时效处理后,2205双相不锈钢中主要析出相类型为σ相,通常在铁素体晶内与晶界析出。实验结果还显示,由于α/γ晶界位置的减少以及Cr、Mo等合金元素的匮乏,致使2205双相不锈钢中σ相的析出时间随着时效温度的增加而延长,其析出量则呈现出减小的趋势;但在相同时效温度条件下,σ相析出量随时效时间的延长而增多。     

时效时间对2205双相不锈钢组织与疲劳裂纹扩展规律的影响

对经1050 ℃固溶处理后的2205双相不锈钢进行850 ℃分别保温30、180、360 min时效处理,并采用光学显微镜、扫描电镜和力学性能测试等方法,研究了时效时间对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：经850 ℃时效处理后,沿α相内以及α相与γ相边界主要析出了σ相,并且,随着时效时间的延长,σ相的析出量增加,并逐渐形成片状组织。时效处理后试样的抗拉强度增大,塑性明显降低。随着时效时间的延长,试样的稳态裂纹扩展速率明显增大,疲劳裂纹扩展门槛值减小。等温时效处理后试样的断口形貌以解理断裂为主要特征,在σ相周围还出现有二次裂纹,这是由σ相的析出引起应力集中所致。     

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。     

冷轧与时效工艺对2205双相不锈钢σ相析出的影响

对1050 ℃固溶处理后的2205双相不锈钢在650~1000 ℃下时效处理,利用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观测不同工艺条件下σ相析出规律,绘制了σ相析出TTP曲线图,描述了σ相析出特征。结果表明:时效初期,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增加,σ相不断长大、粗化并向铁素体基体内延伸;时效时间越长,析出相越多,时效时间相同时,当温度达到850 ℃,析出量达到最大值,之后随着温度的升高而降低。σ相析出温度范围为650~950 ℃,析出鼻尖温度为850 ℃,轧制变形量增加,σ相析出速度加快,但并不影响其析出的鼻尖温度。     

高温时效对2205双相不锈钢冲击韧性的影响

对2205双相不锈钢进行900℃保温不同时间的时效处理并对室温Ⅴ型缺口冲击功进行了测定。采用定量金相,扫描电镜(SEM),能谱分析(EDS)和透射电镜(TEM)等实验技术,对2205双相不锈钢经不同时效处理后的显微组织进行了分析,结果表明,在900℃时效处理的条件下,2205双相不锈钢组织由铁素体、奥氏体以及σ相组成;随着时效时间的延长,σ相的析出量逐渐增多,该钢种的冲击功随时效时间的延长显著降低,正是由于组织中脆性相σ相在α/γ晶界析出所造成;而且,2205钢的冲击功对σ相的含量非常敏感,当组织中σ相的含量达到5.32vol%时,其冲击功仅为32J。     

高温时效2205双相不锈钢中的组织转变

分别对铸态和热轧态2205双相不锈钢在不同温度950、1000、1050、1100、1150和1200℃保温10min和60min进行时效处理,通过定量金相,铁素体仪,EBSD等实验技术手段分析了双相不锈钢2205的相组成随时效时间和温度的变化情况。结果表明,2205双相不锈钢在950℃时效60min后组织中存在σ相;随着时效温度的升高,铁素体的含量逐渐增加;随着时效时间的延长,铁素体的含量逐渐减少。     

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。     

时效时间对2205双相不锈钢抗氢氟酸腐蚀性能的影响

析出物会影响2205双相不锈钢在氢氟酸溶液中的腐蚀性能。为了了解这种影响,通过金相显微镜观察了固溶处理后的2205双相不锈钢经800℃时效处理15,60和120 min的显微组织,采用X射线衍射技术分析了时效不同时间下的物相结构,借助电化学极化和电化学阻抗方法测试了时效时间对2205双相不锈钢抗氢氟酸腐蚀行为的影响规律。结果表明:当时效时间为15 min时,双相不锈钢内就已析出了σ相,且σ相体积分数随着时效时间的延长而增大。随着时效时间的延长,2205双相不锈钢在氢氟酸溶液中的自腐蚀电流密度和维钝电流密度都呈逐渐增大趋势,抗氢氟酸腐蚀性能下降,这主要是因为析出的σ相导致钝化膜内的载流子密度逐渐增大,加快了电子的传输速度,电化学反应更容易发生。     

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.     

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.     

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%。     

SAF2906双相不锈钢σ析出行为及对超塑性影响

对高温固溶之后的SAF2906双相不锈钢进行时效处理,固溶温度为1200℃,保温时间1h,时效温度为650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃和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,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。实验结果表明,在本实验条件下,σ相的析出量随时效温度的升高呈现先增大后减小的趋势,在850℃左右达到最大,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有相似之处,形核位置大部分在α-铁素体内部和γ-奥氏体/α-铁素体两相之间,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,当保温时间长于5min,σ相比例下降到5%以下,此时伸长率可达1000%。     

2205双相不锈钢锻造失效分析

针对2205双相不锈钢在实际工业化生产中出现的锻造失效问题进行了研究。采用10 t EAF-AOD双联工艺冶炼2205双相不锈钢,浇注2支4.2 t钢锭。钢锭化学成分合格,表面质量良好,但在锻造开坯过程中,钢锭表面出现大量横向裂纹,导致锻件产品报废。利用金相显微镜、扫描电镜以及能谱分析仪等,对2205双相不锈钢在锻造过程中出现的裂纹缺陷进行金相组织、截面形貌及能谱分析。结果表明:2205双相不锈钢锻造失效主要原因是,锻前加热过程中,在850℃进行了时效处理,析出大量σ脆性相,导致钢的塑韧性急剧下降,受到变形力作用后表面严重开裂;热加工过程中,2205双相不锈钢在600~1000℃温度范围内应快速升温,不宜做时效处理,避免σ相析出,恶化钢的力学性能。     

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℃。     

高温时效对2507超级双相不锈钢组织和性能的影响

对2507超级双相不锈钢在920℃进行了不同保温时间的时效处理,采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪分析了不同时效状态下的组织演变规律,通过硬度试验和冲击试验研究了时效时间对2507超级双相不锈钢性能的影响。结果表明,920℃时效处理时,大量的σ相沿γ/α及α/α晶界析出,并向铁素体内部长大,其形成机理为铁素体共析转变成σ相和二次奥氏体γ2;在时效5 min内σ相的析出速率最快,随着时效时间的延长,σ相的含量增加,但析出速率逐渐变小;σ相的出现严重降低了超级双相不锈钢的冲击韧性,并且使其硬度明显增加,冲击功和硬度值的大小与σ相析出量有关,当920℃时效30 min时,σ析出相的含量接近于28%,对应双相不锈钢的冲击功和硬度值分别为6 J和376 HB。     

时效处理对S32750双相不锈钢显微组织和力学性能的影响

对S32750双相不锈钢进行了1 070℃×3 min水冷固溶处理,随后分别在300℃、350℃、400℃、500℃、800℃和850℃时效处理3 h,以及在350℃分别时效3 h和7 h。研究了时效工艺对该不锈钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,该双相不锈钢在400℃、800℃和850℃时效处理后,有析出相产生,导致钢的冲击韧度降低;在350℃短时间时效处理后,没有明显的析出相产生,随着时效时间的延长,析出相逐渐增多,导致钢的冲击韧度下降。此外,由于S32750双相不锈钢有很强的晶间物析出倾向,应严格控制时效的温度和时间。     

时效处理对2205双相不锈钢耐点蚀性能的影响

通过研究时效热处理对2205双相不锈钢耐点蚀性能的影响,发现590℃和650℃的时效处理降低了材料的耐点蚀性能,并且耐点蚀性能随着时效温度和时效时间的增加而降低;点蚀蚀孔倾向于在铁素体和奥氏体的相界处以及铁素体中的析出相附近形核长大。此外,通过TEM物相分析发现590℃时效析出相有R相,650℃时效析出相有R相和σ相。     

时效处理对2205双相不锈钢焊接接头组织的影响

对固溶处理后的焊条电弧焊焊接2205双相不锈钢接头进行850℃保温30,180,360 min时效处理.采用光学显微镜、X射线衍射仪、能谱仪和铁素体仪分析了不同区域组织演变和σ相析出的规律.结果表明,焊接接头进行时效处理后,各区域均有σ相析出,析出位置主要在α/γ晶界或α/α晶界,并且σ相向铁素体内部长大,其析出机理是α→σ+γ2.延长时效时间,铁素体含量降低,σ相含量升高;σ相由点状→连续网状→片状分布转变;与母材和HAZ相比,焊缝区对时效处理最为敏感,σ相析出速率最大,当时效360 min后,铁素体几乎完全转变成奥氏体和σ相.     

时效对2205双相不锈钢在硫环境下的电化学腐蚀行为

采用极化曲线法和电化学阻抗法,分析了经不同时效时间后的2205双相不锈钢在3.5%的NaCl+(1,5,10) g/L S介质溶液中的电化学腐蚀特性。研究表明：经过时效处理(800℃)的2205双相不锈钢会产生析出相(σ相),对2205 双相不锈钢的腐蚀有严重影响;随着时间的延长,σ相析出量明显增多,耐腐蚀性越弱。此外, 随着硫单质的加入,也促进了不锈钢的腐蚀。