雙向不銹鋼熱處理工藝
發(fā)布日期：2020-11-07
這兒所說的雙相不銹鋼是指在固溶化不銹鋼熱處理后,具有奧氏體和鐵素體兩相組織,而且,其間一相含量不低于25%的不銹鋼。不包括奧氏體不銹鋼中含有少量鐵素體或鐵素體不銹鋼中含有少量奧氏體的不銹鋼。
在不銹鋼宗族中,雙相不銹鋼盡管是最年青的成員,但是,因為在含C-介質(zhì)中抗點腐蝕、抗縫隙腐蝕,特別是抗應(yīng)力腐蝕的高才干及杰出的力學(xué)功用和工藝功用,越來越得到重視和使用。盡管在我國的不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)中所列的鋼號不是許多,但在石油、化工,特別是海洋工作中已被廣泛使用。
雙相不銹鋼的特色及分類
雙相不銹鋼的根本特色
1.雙相不銹鋼的成分特色
雙相不銹鋼中合金成分的確定考慮了以下幾個要素。
①保證耐腐蝕,特別是耐點腐蝕、耐縫隙腐蝕、耐應(yīng)力腐蝕決裂的才干。
②保證雙相鋼的特征,即固溶處理后能具有兩相,且其間相不少于25%。
③具有一定的強(qiáng)度、塑耐性。
④考慮不同合金元素之間的相同或不同的作用。
⑤考慮資料鑄造、熱處理及加工可行性。
依據(jù)上述原則,雙相不銹鋼中的首要合金元素有鉻、鎳、鉬、氮、鎢等。
(1)鉻。
鉻是保證耐腐蝕的最首要元素。鉻能構(gòu)成鈍化膜,并對被損壞的鈍化膜有杰出的自批改才干,隨著鉻含量的前進(jìn),鋼的鈍化才干增強(qiáng)。
鉻對基體有顯著的固溶強(qiáng)化作用,隨含鉻量的增加,鋼的屈服強(qiáng)度前進(jìn)。但會引起σ相等分出,會使塑性、耐性下降,見圖6-1和圖6-2
從圖6-2可見,含鉻量逾越30%時,沖擊耐性急劇下降。且含量越高,耐性越低,所以,從機(jī)械功用考慮,雙相不銹鋼中的鉻含量一般不大于30%
鉻又是鐵素體構(gòu)成元素,其含量的多少影響著兩相中鐵素體的比例。
考慮鉻在上述各方面的作用,雙相不銹鋼中的鉻含量通?？刂圃?8%~30%之間。
(2)鎳。
鎳在雙相不銹鋼中的首要作用是調(diào)整兩相的比例,然后調(diào)整雙相不銹鋼的機(jī)械功用和耐腐蝕功用。鎳對雙相不銹鋼機(jī)械功用的影響見圖6-3。鎳含量過低,鋼中的鐵素體相含量多,易使脆性增大,鎳含量過高,鐵素體量少,則會因鐵素體中更富集鉻、鉬等合金元素,會促使脆相分出,相同下降鋼的耐性,鐵素體含量少即奧氏體含量多,又會影響鋼的屈服強(qiáng)度。所以,考慮機(jī)械功用,鎳含量在4.5%~7.5%之間適宜。
相同的道理,為保證雙相不銹鋼有較好的耐點腐蝕才干,使組織中兩相力求接近平衡,也使用鎳含量來調(diào)整。歸納考慮上述要素,依據(jù)鉻等其他元素含量情況,雙相不銹鋼中鎳的含量一般控制在4.0%~8.0%的范圍內(nèi)。
(3)鉬。
鉬在雙相不銹鋼中有與鉻相似的作用,且可以前進(jìn)鈍化膜的安穩(wěn)性,然后前進(jìn)抗腐蝕才干。但鉬含量太高時,會促進(jìn)o相分出,增加鋼的脆性,所以,在雙相不銹鋼中,控制鉬的含量在4%以內(nèi)。
(4)氮。氮對雙相不銹鋼中奧氏體的安穩(wěn)作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鎳作用,盡管對氮在雙相不銹鋼中前進(jìn)抗點腐蝕功用的原因有不的解釋,但其顯著前進(jìn)抗點腐蝕功用的作用是可以充分肯定。適宜的氮含量還可以經(jīng)過質(zhì)點分出,使雙相不銹鋼強(qiáng)化,提鋼的強(qiáng)度。見圖6-4。
氮含量過高或許引起資料的脆化和影響冶金質(zhì)量,所以,在嘆相不銹鋼中,控制氮的含量不大于0.3%(5)鎢。鎢參加雙相不銹鋼中,是因為鎢能前進(jìn)鋼的點蝕電位,然后前進(jìn)鋼的抗點腐蝕才干。而從機(jī)械功用方面考慮,鎢可推遲25%鉻鋼中的脆相分出,下降鋼的脆化傾向。但當(dāng)鎢含量逾越4%時,反而會促進(jìn)脆相分出,所以,在雙相不銹鋼中,雞的含量不逾越1%。
雙相不銹鋼的兩相結(jié)構(gòu)也有利于前進(jìn)其耐腐蝕性。在雙相不銹鋼開展的開始階段,曾擔(dān)心因為鋼中兩相的成分不同和電位的差異而產(chǎn)生電偶腐蝕,但經(jīng)過研討和實踐證明,雙相不銹鋼中的兩相只需保證各自的腐蝕電位都處于鈍化區(qū),兩相都抵達(dá)鈍化情況,就能保證鋼具有杰出的耐腐蝕功用。兩相結(jié)構(gòu)使鋼的晶粒更細(xì),晶界面積更多,下降了引起腐蝕的分出物在晶界處的濃度,而且,一旦有分出物產(chǎn)生,構(gòu)成貧鉻區(qū)時,則會從高鉻的鐵素體相很快得到鉻的補(bǔ)充,康復(fù)該處鉻的濃度。
雙相不銹鋼中的兩相可以理解為互為第二相,一旦在其間相產(chǎn)生了應(yīng)力腐蝕微裂紋,當(dāng)這個微裂紋延伸到另一相的交界處就會受到阻礙而中止。其他,雙相不銹鋼的屈服強(qiáng)度比鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼高,當(dāng)然,抵擋應(yīng)力腐蝕的才干也高。按化學(xué)成分鑒定雙相不銹鋼抗點腐蝕才干的常用標(biāo)準(zhǔn)是鋼的點蝕當(dāng)量PE。PRE值越大,鋼的抗點蝕才干越強(qiáng)。常見的雙相不銹鋼點蝕當(dāng)量計算公式為
PRE(PREN)=Cr%+3.3×Mo%+16×N%
其他,還有考慮Mn、W、P+S元素作用的公式,分別是
PRE Mn=Cr%+3.3×Mo%+30×N%-Mn%PREW=Cr%+3.3×(Mo+0.5W)%+16×N%PREN(P+S)=Cr%+3.3×Mo%+30×N%123×(P+S)%
此外,鑒定雙相不銹鋼抗點蝕才干的標(biāo)準(zhǔn)還有臨界點蝕溫度CFT,臨界點蝕溫度越高,闡明抗點蝕才干越強(qiáng)。
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