雙相(xiang)不銹鋼中形成的(de)金屬間化合(he)物(wu)主要有σ相(xiang)、x相(xiang)、a相(xiang)、R相(xiang)、Fe3Cr3Mo2Si2相(xiang)和(he)π相(xiang)等,這些相(xiang)都(dou)是脆(cui)性(xing)相(xiang),對(dui)鋼的(de)力學性(xing)能和(he)耐腐蝕(shi)性(xing)能都(dou)有不利影響,應盡量避免(mian)它們的(de)析出。
σ相是雙相(xiang)不銹鋼中危害性最大的一種析出相,它硬而脆,可顯著降低鋼的塑性和韌性;它又富鉻,在其周圍出現貧鉻區,以及它自身的溶解而降低鋼的耐蝕性。與高鉻鐵素體不銹鋼不同,在雙相不銹鋼中由于鉬和鎳的存在,特別是鉬,擴大了σ相的形成溫度并縮短了形成時間。相可能在高于950℃時存在并可在數分鐘內析出。為避免。相的析出,雙相不銹鋼,特別是高鉻鉬的超級雙相不銹鋼,在固溶處理后要求快冷。
對022Cr25Ni7Mo4N超級雙相不銹鋼的研究表明,在1060℃固溶處理和850℃×10min時效后,。相優先在α/α/y的交點處形核,然后沿a/α晶界長大,在最后階段也可沿α/γ相界析出。σ相還可以通過鐵素體以共析分解的方式(α→σ+Y2)形成。
x相在雙相不銹鋼中一般在700~900℃范圍內首先沿α/α晶界及a/y相界析出,析出量比。相少得多。與。相相比,它在較低的溫度和較窄的溫度范圍存在。X相也同樣對鋼的塑韌性和耐蝕性能有不良影響。x相常與。相共存,但所占比例較少。對022Cr19Ni5Mo3Si2N鋼的研究表明,經1100℃×1h水淬后,在750~950℃溫度范圍內發生α→y2+σ(x)轉變,σ和x相富集鉻、鉬等元素。轉變過程中短時間時效時,x相為主相,而二者的含量隨時效時間的延長而增加,但一定時間時效后x相含量遞減而。相遞增,。相逐漸成主相。據此,可將x相視為σ相的亞穩相。
在(zai)9.4.1節中(zhong)述及Fe-Cr合金在(zai)鉻含(han)量(liang)(liang)超(chao)過(guo)15%時,會出現475℃脆性(xing),其原(yuan)因在(zai)于(yu)富鉻的a相(xiang)(xiang)的析出。在(zai)雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼中(zhong)也同樣存在(zai)這(zhe)一(yi)現象(xiang),但(dan)它僅發生(sheng)在(zai)a相(xiang)(xiang)內,而α相(xiang)(xiang)是通(tong)過(guo)調幅分解產生(sheng)的,其中(zhong)的鉻含(han)量(liang)(liang)可在(zai)61%~83%范圍內波動。
最早在某些雙相不銹鋼中觀察到的R相,是一種高鉬的金屬間化合物,分子式為Fe2Mo。以后在00Cr18Ni5Mo3Si2鋼中也發現了這種相,分子式為Fe2.4Cr1.3Mo-Si,其析出溫度范圍為550~750℃,在550℃×10h時效后,在金屬薄膜中可觀察到尺寸為長50nm、寬15nm、厚小于5nm的小片狀沉淀相,析出于鐵素體晶內,50h后長大成不規則的顆粒,650℃為其析出峰,此時的析出量最多。R相也是一個脆性相,對鋼的韌性和耐點蝕性能都是有害的。
Fe3Cr3Mo2Si2相是(shi)(shi)在00Cr18Ni5Mo3Si2鋼中發現的,是(shi)(shi)一種片(pian)狀的金屬(shu)間化合物。00Cr18Ni5Mo3Si2鋼經980℃固溶處理后,該相的析(xi)出溫度范圍為450~750℃,往(wang)往(wang)在a/γ相界及α/α晶(jing)界、亞晶(jing)界上析(xi)出,有時也會以細針狀向晶(jing)內(nei)衍生,并常與鐵素體晶(jing)內(nei)析(xi)出的該相共(gong)存(cun),600℃為其析(xi)出峰。該相不(bu)易長大(da),其析(xi)出會引起鋼的脆性。
π相(xiang)是一種氮化物,首先在(zai)22Cr-8Ni-3Mo雙相(xiang)不銹鋼的(de)(de)(de)(de)焊縫(feng)金屬中發現,600℃時效時在(zai)α相(xiang)晶內析出(chu)π相(xiang),同時還(huan)析出(chu)R相(xiang)。π相(xiang)的(de)(de)(de)(de)分子式為Fe7Mo13N4,并與α相(xiang)保持一定的(de)(de)(de)(de)位向關(guan)系。π相(xiang)和R相(xiang)的(de)(de)(de)(de)析出(chu)引起鋼的(de)(de)(de)(de)脆性,富鉬的(de)(de)(de)(de)π相(xiang)和R相(xiang)的(de)(de)(de)(de)析出(chu)還(huan)導致其鄰近的(de)(de)(de)(de)α相(xiang)貧鉬,降低(di)其耐點蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)性能。

雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)中的(de)組(zu)織轉變主要(yao)發生在鐵素體相(xiang)(xiang)中,其轉變動力學可用TTT曲(qu)線(xian)或CCT、CCP曲(qu)線(xian)(連續冷卻析出曲(qu)線(xian))來闡(chan)明這(zhe)一過程。圖9.79為022Cr21-Ni7Mo2.5Cu1.5鋼(gang)(gang)(法國Uranus 50)的(de)TTT曲(qu)線(xian)。圖9.80為022Cr25Ni7Mo4-WCuN(英(ying)國Zeron 100)和022Cr25Ni6.5Mo3.5CuN(法國UR52N+)兩種(zhong)超(chao)級雙相(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)的(de)CCT曲(qu)線(xian)。可以(yi)看出,較高氮含(han)量(約0.3%N)的(de)超(chao)級不銹鋼(gang)(gang)。等相(xiang)(xiang)的(de)析出速率要(yao)比一般雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)(含(han)量0.15%N)顯(xian)著減緩,遠低于20mm鋼(gang)(gang)板水淬(cui)(cui)的(de)速率105℃/h,UR52N+鋼(gang)(gang)水淬(cui)(cui)鋼(gang)(gang)板的(de)極限厚度達(da)100mm。


