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化學(xué)成分對(duì)ASTMA890雙相不銹鋼組織的影響

時(shí)間:2019-06-13    作者:無(wú)錫不銹鋼板    瀏覽:0

雙相不銹鋼由于其組織構(gòu)成為鐵素體(α相)和奧氏體(γ相)兩相,因而兼?zhèn)淞髓F素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn),擁有良好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能,在石油、化工、軍工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。雙相不銹鋼中兩相組成和相比例與其化學(xué)成分有關(guān)。鉻和鉬是鐵素體形成元素,增加鉻和鉬的含量將使鐵素體體積分?jǐn)?shù)增加;鎳是奧氏體形成元素,鎳含量的增加將使雙相不銹鋼中奧氏體含量增加,鐵素體含量減少。雙相不銹鋼中兩相比例的變化將導(dǎo)致其力學(xué)性能與腐蝕抗力的變化,只有當(dāng)α、γ兩相接近1:1時(shí),才能獲得最佳的綜合性能。所以找出成分與組織之間的變化規(guī)律是得到高性能不銹鋼的必要條件。

  哈爾濱工程大學(xué)的研究人員對(duì)ASTMA890雙相不銹鋼進(jìn)行了研究,雙相不銹鋼試樣采用真空爐精煉,分別澆注成梅花試樣。試樣經(jīng)過(guò)相同的熱處理工藝:1100℃×1h→水冷。金相組織觀察和照片制取采用OLYMPUS-311-U數(shù)碼顯微照相金相顯微鏡。由于試樣是雙相不銹鋼,有較強(qiáng)耐腐蝕性,因此需要選用配制具有強(qiáng)腐蝕性的腐蝕劑:1g苦味酸+10ml鹽酸+100ml酒精,腐蝕3min左右,腐蝕完后用酒精沖洗干凈。

  研究發(fā)現(xiàn):隨著Cr元素含量的增加,奧氏體相的含量逐漸減少;當(dāng)Cr元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到27%時(shí),奧氏體含量減少很多。這是因?yàn)镃r元素是鐵素體形成元素,增加Cr元素的量,能提高鐵素體的形成能力。所以控制Ni元素的量不變時(shí),增加Cr元素的量,鐵素體的量將增加,奧氏體的量則將相應(yīng)地減少。

  顯微金相結(jié)果還顯示:奧氏體相的含量隨著Ni元素含量的增加而增加,當(dāng)Ni元素的含量達(dá)到6.92%時(shí),奧氏體含量增加很多。這是因?yàn)镹i元素是奧氏體相形成元素,增加Ni元素的含量,能提高奧氏體相的形成能力,阻礙奧氏體向鐵素體的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變速度,增大了鐵素體的形核功。所以控制Cr元素的含量不變時(shí),增加Ni元素的含量,奧氏體含量將增加,鐵素體含量則將相應(yīng)地減少。

  利用金相顯微鏡對(duì)試樣進(jìn)行組織觀察,結(jié)合體視學(xué)定量金相,利用最小二乘法對(duì)所測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,建立雙相不銹鋼的組織及相比例與化學(xué)成分之間的直接聯(lián)系。從數(shù)據(jù)的擬合和推算得到了成分與組織的線性關(guān)系解析式,該解析式表述簡(jiǎn)單,極易掌握,可以指導(dǎo)在配制爐料和熔煉過(guò)程中化學(xué)成分的調(diào)整,保證在規(guī)定的熱處理?xiàng)l件下能夠獲得雙相不銹鋼的最佳組織狀態(tài)。

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