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金属间相对双相不锈钢性能的有哪些影响
作者: 发布日期:2018-12-21 关注次数:0 二维码分享

  金属间相对双相不锈钢性能的有哪些影响

  双相不锈钢中除化学成分和相比例外,金属间相的析出也对钢的性能有显著影响。双相不锈钢中的金属间相主要有σ相•●、χ相•●、R相•●、α相•●、π和Fe3Cr3Mo2Si2相等。这些相都属脆性相•●、会影响钢的耐腐蚀性能,需尽量避免它们的析出。成都不锈钢这里逐一介绍一下:

  (1)σ相 双相不锈钢中σ相是危害性最大的—种析出相,它硬且脆,可显著降低钢在不锈钢工程施工中的塑性•●、韧性;又由于它富铬,因而在其周围往往出现贫铬区或由于它本身的溶解而使钢的耐腐蚀性能降低。在Fe-Cr二元系合金中,例如在高铬铁素体不锈钢中,σ相的形成温度一般低于820℃,且形成速度很慢,约需数小时,因此,从高温冷却,就σ转变而言,并不是一个要考虑的问题,但对双相不锈钢就不同了,由于铁素体相中钼和镍的存在,尤其是钼,扩大了σ相的形成温度范围和缩短了形成时间,σ相甚至在高于950℃时存在,而且数分钟之内即可忻出,因此,为了避免σ相的析出,双相不锈钢,尤其是含高铬•●、钼的超级双相不锈钢,在固溶处理后要求快冷。

  (2)χ相 在双相不锈钢中χ相一般在700~900℃温度范围内首先沿铁素体晶界及铁素体-奥氏体相界析出,通常析出的数量要比σ相少很多;与σ相相比,它在较低的温度和较窄的温度范围内存在。χ相同样对在不锈钢工程施工中钢材料的韧性和耐蚀性能有不良的影响.但因它常与σ相共存,也很难区分他们的影响,又因它占的比例较少,显得不如σ相那么重要,但也不容忽视。例如,SAF2507双相不锈钢在低于σ相转变温度处理时,出现孔蚀,这显然与χ相,而不是与σ相有关。σ相中含有较高的钼,还含有铬,与它同时产生的二次奥氏体必然相对贫铬和钼,引起耐腐蚀性能下降。

  (3)a'相 早期研究曾发现,铬含量大于15%Cr的铁素体不锈钢在400~500℃温度范围内长期时效时会产生严重脆化,使钢的硬度显著提高,这种现象称之为475℃脆性。双相不锈钢也同样存在在这一现象,不过它仅发生在铁素替相内。现已研究确定,导致475℃脆性的原因a’相有关。早期研究认为。a'相的产生是由于在520℃以下。σ→a+a'反应的结果,近期多数研究者认为,铁素体在一定温度范围内按照spinodal分解机制发生两相分离.形成富铬和富铁的业微观尺度原子偏聚区,即a'和a相。采用TEM不易观察到铁素体基体上的。a'相,因为两相都具有体心立方晶格结构。彼此共格存在,a'相的晶格常数为0.2877nm,介于铁与铬的晶格常数(αCr=0.2885nm,αFe=0.2866nm)之间,难于辨别因都Spinodal分解产生的富铬和富铁区。近年,采用一些近代物理的研究方法,如原子探针(AP)•●、原子探针和场离于显微镜(APFIM)•●、穆斯堡尔谱仪等,以及电化学动电位再活化法(EPR)对Spinodal分解现象进行了大量的研究,证实了富铬a'相和富铁a相的存在。

  (4)R相 最早在0Cr21Ni7Mo2Cul(Uranus50)双相不锈钢中观察到R相,它是含高钼的一种金属间相,化学式为Fe2Mo。在研究00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢的相变时,也发现了这种相,它的析出温度范围为550~750℃,在550℃10h时效门的金属薄膜中可观察到平均长50nm•●、宽15nn•●、厚小于5nm的小片状沉淀相,在铁素体{110}面上析出,并沿{110}及{110}方向长大,50h后长大成不规则的颗粒,650℃为析出峰,此时析山量增多,但颗粉长度方向增长不明显,只是厚度方向加大而变成粒状。750℃时析出量显著减少。电子衍射花样标定α=1.083mn c=1.915nm ,能谱半定量得出此相化学式为Fe2-4Cr1-3MoSi,含高钼•●、硅。近年有关于在超级双相不锈钢实验中观察到R相的报导。

  (5)π相 近年在22Cr-8Ni-3Mo焊缝金属中。在600℃时效时。发现有π相,它与R相相同,在铁素体晶粒内析出,含有高铬和钼,约含28%Fe•●、35%Cr•●、3%Ni和34%Mo,化学式为Fe7Mo13N4,,也是一种氮化物。

  (6)Fe3Cr3Mo2Si2相 在00Cr18NiMo3Si2双相不锈钢中发现了一种片状金属间相——Fe3Cr3Mo2相,它的析出温度范围为450~750℃,往往在α/γ相界及α晶界•●、亚晶界上析出,有时也会以细针状向晶内延生,并且常常也会与在晶界上析出的Fe2-4Cr1-3MoSi相共存。600℃为此相的析出峰,700℃显著减少,750℃以上消失。此金属间相不易长大,550℃5h时效时,其厚度小于20nm,至650℃50h时效,也仅增厚至50nm左右。


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