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.     

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...     

高温时效对2205双相不锈钢中σ相析出行为的影响

对2205双相不锈钢进行了750、800、850、900和950℃分别保温0.5、1、2h的时效处理,采用定量金相、SEM和EDS、化学萃取、XRD和电子背散射衍射(EBSD)等方法研究了2205双相不锈钢中σ相析出与时效时间、温度的变化规律。结果表明:2205双相不锈钢经不同时效工艺处理后的组织主要由奥氏体、铁素体、σ相组成,σ相一般在γ/α相界处或铁素体内析出;在相同时效温度下,随着时间的延长,σ相的析出量明显增多,而在850℃进行时效处理会使钢中σ相的析出量达到最高值。此外,采用EBSD方法有望对2205双相不锈钢中的σ相进行准确的定量分析。     

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。     

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.     

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。     

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。     

DL-EPR法评价2205双相不锈钢晶间腐蚀敏感性

利用Thermo-Calc软件并结合金相显微镜,定性研究了2205双相不锈钢在800℃下敏化不同时间后的微观组织演变过程.通过研究扫描速率、介质成分、介质温度和试样表面状态优化了双环电化学动电位再活化法(DL-EPR),并用该优化方法研究了2205双相不锈钢晶间腐蚀敏感性.结果表明:DL-EPR法能定量评价σ相对2205双相不锈钢晶间腐蚀敏感性的影响,随敏化时间延长,σ相含量增多,晶间腐蚀敏感性也随之增加.腐蚀形貌的观测验证了这一规律.     

2507超级双相不锈钢中σ相的析出行为

利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、电化学工作站等试验及手段,研究了2507(S32750)超级双相不锈钢经700～1000 ℃时效不同时间后σ相的析出规律及其对冲击性能和腐蚀性能的影响规律。结果表明:σ相析出速度很快,析出量随时效时间的延长先增加后逐步减少,在850~900 ℃时效后σ相的析出量最大。σ相的析出严重降低材料的冲击及腐蚀性能,建议时效温度不低于950 ℃。     

σ相的析出对双相不锈钢晶粒的影响

粗大的δ铁素体对双相不锈钢的性能产生极大的影响,因此研究了用σ化和反σ化的方法来细化δ铁索体.细化的原理为:σ化反应δ→γ+σ盯和反σ化反应γ+σ→δ.结果表明,经过850℃×38 h的σ化处理,粗大的δ铁索体转变为细小的γ相和σ相的混合组织,然后通过1200℃快速加热2 min的反σ化处理后,获得了细小的铁素体.     

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.     

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。     

不同冷却速度下双相不锈钢δ/γ相变过程的原位观察

利用共聚焦激光扫描显微镜原位观察不同冷却速度下双相不锈钢中高温铁素体（δ）向奥氏体（γ）转变的全过程。结果表明,冷却速度较高时,γ优先在δ晶界上析出并迅速向艿内部长大,其形状以针状为主;冷却速度较低时,γ优先在δ晶界上析出,呈片状,γ端面在向δ内部长大的同时,其侧面也不断长大,相变过程中伴随着δ晶界的迁移。利用固态相变形核理论和扩散控制长大理论分析讨论了不同冷却速度下δ→γ的相变行为。     

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.     

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.     

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。     

S32760超级双相不锈钢中σ相的析出规律

利用光学显微镜、纳米力学探针、扫描电镜、能谱仪和透射电镜等方法,研究了S32760超级双相不锈钢热轧板材经1100℃固溶60 min,并在760~1040℃保温30 min过程中σ相的析出规律,分析了W元素对σ相析出行为的影响。结果表明,σ相中富集大量Cr、Mo和W元素,贫Ni且不含N。W提高了σ相在高温区间的稳定性,使σ相在760~1020℃的范围内均能析出。在析出鼻尖温度880℃时效30 min后,钢板硬度达最大值37.1 HRC,α相体积分数降至5.3%。随着时效温度的升高,σ相的形貌变化规律为:粒状→粒状+短棒状→片层状→块状。在鼻尖温度(880℃)附近,σ相和γ2相以片层共析形貌析出,而在高温阶段(如960℃)则呈现出γ2相被大块σ相包围的形貌。     

双相不锈钢2205换热器的焊接

气提塔顶换热器是中油吉化炼油装置中的一项重要设备,它关系到整个系统的生产效率.以往由于换热器壳体采用普通容器钢20R钢、16Mn管板 20钢的列管制造,耐应力腐蚀和抗点蚀的性能较差,经常出现腐蚀泄漏,严重影响生产正常进行.将换热器的管板和换热管改用双相不锈钢2205钢制造,有效改善了腐蚀泄漏现象,使该装置能保证常年正常运行.