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。     

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。     

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。     

650℃时效处理对2205双相不锈钢组织及硬度的影响

研究了650℃时效处理对2205双相不锈钢组织的影响,发现,650℃时效5 h,钢中开始有中间相析出,析出相集中在α相及α/γ相界。TEM物相分析表明,析出相有R相和σ相。此外,随着时效时间的延长,γ相的硬度无明显变化,而α相的硬度则逐渐升高。     

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。     

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。     

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.     

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。     

2205双相不锈钢热轧卷断带原因分析

2205双相不锈钢热轧卷在开卷过程中发生断带。本文采用直读光谱仪、洛氏硬度计、摆锤冲击试验机、金相显微镜和扫描电镜等对断带处的样品进行了化学成分、力学性能、显微组织和析出相检测分析,并对2205双相不锈钢热轧卷热加工工艺参数进行了分析。结果表明:断带样品中含有大量的σ相析出,这是导致2205双相不锈钢卷断带的根本原因;而层流冷却后温度过高、冷却速度较慢是导致2205双相不锈钢热轧卷σ相析出的原因。     

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.     

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。     

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.     

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。     

时效处理对CD4MCuN双相不锈钢硬度的影响

对CD4MCuN双相不锈钢进行了不同温度下的时效处理。结果表明:中温时效可提升CD4MCuN双相不锈钢硬度,且随时效时间的延长而提高。当时效温度为490℃、时效时间为4 h时,硬度可提升至接近31 HRC,较固溶态提高7 HRC;高温时效对CD4MCuN双相不锈钢的硬度影响不大,且随时效时间的延长而小幅降低。中温时效硬度的提升源于纳米级ε-Cu相的弥散析出。高温时效虽有硬质σ相的析出,但因其析出量较少而对硬度影响有限。高温时效时铁素体含量随时效时间的延长而少量降低,受此影响,高温时效硬度会随时效时间的延长而小幅降低。     

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.     

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℃。     

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。     

热处理工艺对2205双相不锈钢耐蚀性能的影响

对2205双相不锈钢采用不同温度进行热处理,然后用光学显微镜和电子扫描电镜观察其在0.33mol/L FeCl3+0.05 mol/L HCl溶液中腐蚀后的形貌;测试其显微硬度的变化、在沸腾的65%的硝酸溶液中浸蚀24 h的腐蚀速率和在25℃的3.5%NaCl溶液中的点蚀电位。研究表明:2205双相不锈钢在750~900℃保温4h有σ相析出,材料的显微硬度增大。同时随着热处理温度的升高,2205双相不锈钢的点蚀电位降低,腐蚀速率增大。