在雙相不銹鋼中,α相和y相含量的控制十分重要,圖9.77為不同鐵含量的Fe-Cr-Ni合金的變溫截面圖。隨鐵含量的增加,a相區和γ相區的形狀發生變化,a/α+y和α+y/y相界變彎,在高溫時的α相區逐漸縮小。在低溫時σ+y雙相區逐漸擴大。在鐵含量為90%時,由于γ相區的擴大,使高溫鐵素體區與低溫鐵素體區分割開來。鐵含量為70%左右時,由于α+y/y相界發生彎曲,在1000℃時,靠近α+x/y相界附近的純奧氏體鋼將出現某些鐵素體,隨著Cr/Ni比例的調整,便可以獲得α+y雙相不銹鋼,鋼中所含的鉻、鎳總量使這類鋼具有良好的耐蝕性。
α+γ雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)與通常的(de)純鐵素(su)體(ti)鋼(gang)和純奧氏體(ti)鋼(gang)不同,在其加熱(re)和冷卻(que)過(guo)程中,除了a、y兩(liang)相(xiang)(xiang)含量的(de)變化外,還會產生組織(zhi)轉變,出(chu)現(xian)(xian)二次(ci)奧氏體(ti)γ2。在常用的(de)雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)中,隨著成分(fen)的(de)變化還會出(chu)現(xian)(xian)碳化物(wu)、氮化物(wu)及一些金屬間化合物(wu)。
雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)性(xing)(xing)能,特別是(shi)耐應力腐蝕(shi)破裂的(de)(de)性(xing)(xing)能,與其(qi)主要的(de)(de)相(xiang)組(zu)成(cheng)α相(xiang)和r相(xiang)的(de)(de)平衡(heng)比例有(you)著密(mi)切的(de)(de)關系(xi),而平衡(heng)比例取決(jue)于鋼(gang)(gang)的(de)(de)成(cheng)分和加熱溫度。雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)相(xiang)平衡(heng)一般是(shi)根據Schaeffler圖(圖9.13)或(huo)以(yi)后的(de)(de)一些(xie)改進的(de)(de)組(zu)織(zhi)圖確定的(de)(de)。此外,還找出(chu)了一些(xie)以(yi)化學(xue)成(cheng)分和固溶溫度為依據計算出(chu)奧(ao)氏體含量的(de)(de)關系(xi)式(shi)。
a+γ雙相(xiang)不銹(xiu)鋼中(zhong)的(de)組織轉變有兩個特點;一是(shi)合金元素(su)在(zai)鐵素(su)體中(zhong)的(de)擴(kuo)散(san)速(su)(su)率遠大(da)于(yu)其在(zai)奧氏體中(zhong)的(de)擴(kuo)散(san)速(su)(su)率,如在(zai)700℃附近,鉻在(zai)鐵素(su)體中(zhong)的(de)擴(kuo)散(san)速(su)(su)率比(bi)在(zai)奧(ao)氏(shi)體中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)約大100倍。二是(shi)元(yuan)(yuan)素在(zai)α、γ兩相(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)配也有(you)很大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異。α相(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)富(fu)集(ji)了鐵素體形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)(yuan)素,而γ相(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)富(fu)集(ji)了奧(ao)氏(shi)體形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)(yuan)素,元(yuan)(yuan)素在(zai)兩相(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)值稱為(wei)分(fen)(fen)(fen)配系數(shu)(shu)(shu)。元(yuan)(yuan)素在(zai)兩相(xiang)(xiang)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)配系數(shu)(shu)(shu)示于圖9.78,該分(fen)(fen)(fen)配系數(shu)(shu)(shu)對在(zai)固溶(rong)狀態(1040~1090℃)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大多(duo)數(shu)(shu)(shu)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)是(shi)適用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。但(dan)是(shi),分(fen)(fen)(fen)配系數(shu)(shu)(shu)不是(shi)恒定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),而是(shi)隨加熱(re)溫度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化而改變。隨著固溶(rong)溫度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)升高(gao)(gao),元(yuan)(yuan)素在(zai)兩相(xiang)(xiang)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)配逐漸(jian)趨于均(jun)(jun)勻(yun),α相(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻、鉬、硅(gui)含(han)量(liang)逐漸(jian)降低,鎳、銅含(han)量(liang)逐漸(jian)增高(gao)(gao)。高(gao)(gao)溫下(xia)兩相(xiang)(xiang)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)(fen)相(xiang)(xiang)近(jin),說明(ming)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊接接頭近(jin)縫(feng)區具(ju)有(you)均(jun)(jun)勻(yun)一致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學性(xing)能和具(ju)有(you)較好(hao)熱(re)塑性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原因(yin)。與此同時,也必然造成(cheng)(cheng)(cheng)α相(xiang)(xiang)自身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不穩定(ding),在(zai)時效過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)易(yi)于分(fen)(fen)(fen)解(jie)轉變。
由于上述原因,組(zu)織(zhi)轉(zhuan)變(bian)往往發生在鐵素(su)體相(xiang)中,在奧氏體相(xiang)中則沒(mei)有多(duo)少變(bian)化,而且在鐵素(su)體相(xiang)中的析出反應(ying)要比純奧氏體鋼或純鐵素(su)體鋼快得(de)多(duo)。