双向不锈钢热处理工艺
发布日期：2020-11-07
这儿所说的双相不锈钢是指在固溶化不锈钢热处理后,具有奥氏体和铁素体两相组织,而且,其间一相含量不低于25%的不锈钢。不包括奥氏体不锈钢中含有少量铁素体或铁素体不锈钢中含有少量奥氏体的不锈钢。
在不锈钢宗族中,双相不锈钢尽管是最年青的成员,但是,因为在含C-介质中抗点腐蚀、抗缝隙腐蚀,特别是抗应力腐蚀的高才干及杰出的力学功用和工艺功用,越来越得到重视和使用。尽管在我国的不锈钢标准中所列的钢号不是许多,但在石油、化工,特别是海洋工作中已被广泛使用。
双相不锈钢的特色及分类
双相不锈钢的根本特色
1.双相不锈钢的成分特色
双相不锈钢中合金成分的确定考虑了以下几个要素。
①保证耐腐蚀,特别是耐点腐蚀、耐缝隙腐蚀、耐应力腐蚀决裂的才干。
②保证双相钢的特征,即固溶处理后能具有两相,且其间相不少于25%。
③具有一定的强度、塑耐性。
④考虑不同合金元素之间的相同或不同的作用。
⑤考虑资料铸造、热处理及加工可行性。
依据上述原则,双相不锈钢中的首要合金元素有铬、镍、钼、氮、钨等。
(1)铬。
铬是保证耐腐蚀的最首要元素。铬能构成钝化膜,并对被损坏的钝化膜有杰出的自批改才干,随着铬含量的前进,钢的钝化才干增强。
铬对基体有显着的固溶强化作用,随含铬量的增加,钢的屈服强度前进。但会引起σ相等分出,会使塑性、耐性下降,见图6-1和图6-2
从图6-2可见,含铬量逾越30%时,冲击耐性急剧下降。且含量越高,耐性越低,所以,从机械功用考虑,双相不锈钢中的铬含量一般不大于30%
铬又是铁素体构成元素,其含量的多少影响着两相中铁素体的比例。
考虑铬在上述各方面的作用,双相不锈钢中的铬含量通常控制在18%~30%之间。
(2)镍。
镍在双相不锈钢中的首要作用是调整两相的比例,然后调整双相不锈钢的机械功用和耐腐蚀功用。镍对双相不锈钢机械功用的影响见图6-3。镍含量过低,钢中的铁素体相含量多,易使脆性增大,镍含量过高,铁素体量少,则会因铁素体中更富集铬、钼等合金元素,会促使脆相分出,相同下降钢的耐性,铁素体含量少即奥氏体含量多,又会影响钢的屈服强度。所以,考虑机械功用,镍含量在4.5%~7.5%之间适宜。
相同的道理,为保证双相不锈钢有较好的耐点腐蚀才干,使组织中两相力求接近平衡,也使用镍含量来调整。归纳考虑上述要素,依据铬等其他元素含量情况,双相不锈钢中镍的含量一般控制在4.0%~8.0%的范围内。
(3)钼。
钼在双相不锈钢中有与铬相似的作用,且可以前进钝化膜的安稳性,然后前进抗腐蚀才干。但钼含量太高时,会促进o相分出,增加钢的脆性,所以,在双相不锈钢中,控制钼的含量在4%以内。
(4)氮。氮对双相不锈钢中奥氏体的安稳作用远远高于镍作用,尽管对氮在双相不锈钢中前进抗点腐蚀功用的原因有不的解释,但其显着前进抗点腐蚀功用的作用是可以充分肯定。适宜的氮含量还可以经过质点分出,使双相不锈钢强化,提钢的强度。见图6-4。
氮含量过高或许引起资料的脆化和影响冶金质量,所以,在叹相不锈钢中,控制氮的含量不大于0.3%(5)钨。钨参加双相不锈钢中,是因为钨能前进钢的点蚀电位,然后前进钢的抗点腐蚀才干。而从机械功用方面考虑,钨可推迟25%铬钢中的脆相分出,下降钢的脆化倾向。但当钨含量逾越4%时,反而会促进脆相分出,所以,在双相不锈钢中,鸡的含量不逾越1%。
双相不锈钢的两相结构也有利于前进其耐腐蚀性。在双相不锈钢开展的开始阶段,曾担心因为钢中两相的成分不同和电位的差异而产生电偶腐蚀,但经过研讨和实践证明,双相不锈钢中的两相只需保证各自的腐蚀电位都处于钝化区,两相都抵达钝化情况,就能保证钢具有杰出的耐腐蚀功用。两相结构使钢的晶粒更细,晶界面积更多,下降了引起腐蚀的分出物在晶界处的浓度,而且,一旦有分出物产生,构成贫铬区时,则会从高铬的铁素体相很快得到铬的补充,康复该处铬的浓度。
双相不锈钢中的两相可以理解为互为第二相,一旦在其间相产生了应力腐蚀微裂纹,当这个微裂纹延伸到另一相的交界处就会受到阻碍而中止。其他,双相不锈钢的屈服强度比铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢高,当然,抵挡应力腐蚀的才干也高。按化学成分鉴定双相不锈钢抗点腐蚀才干的常用标准是钢的点蚀当量PE。PRE值越大,钢的抗点蚀才干越强。常见的双相不锈钢点蚀当量计算公式为
PRE(PREN)=Cr%+3.3×Mo%+16×N%
其他,还有考虑Mn、W、P+S元素作用的公式,分别是
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,鉴定双相不锈钢抗点蚀才干的标准还有临界点蚀温度CFT,临界点蚀温度越高,阐明抗点蚀才干越强。
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