雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼中(zhong)形成的金屬(shu)間化合物主(zhu)要有σ相(xiang)、x相(xiang)、a相(xiang)、R相(xiang)、Fe3Cr3Mo2Si2相(xiang)和π相(xiang)等,這(zhe)些相(xiang)都是(shi)脆(cui)性相(xiang),對鋼的力學性能(neng)和耐腐蝕(shi)性能(neng)都有不(bu)利影(ying)響,應盡量(liang)避(bi)免(mian)它們(men)的析(xi)出。
σ相是雙(shuang)相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)(zai)9.4.1節中述及Fe-Cr合金(jin)在(zai)(zai)鉻(ge)(ge)含(han)量超(chao)過(guo)15%時,會(hui)出現475℃脆(cui)性,其原(yuan)因在(zai)(zai)于富鉻(ge)(ge)的a相的析出。在(zai)(zai)雙相不銹鋼(gang)中也同樣存在(zai)(zai)這(zhe)一現象,但它僅發生在(zai)(zai)a相內(nei),而α相是通過(guo)調幅分解(jie)產(chan)生的,其中的鉻(ge)(ge)含(han)量可在(zai)(zai)61%~83%范圍內(nei)波(bo)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(xiang)(xiang)(xiang)是在00Cr18Ni5Mo3Si2鋼(gang)中(zhong)發現的,是一種(zhong)片狀的金屬(shu)間化合物。00Cr18Ni5Mo3Si2鋼(gang)經980℃固溶處理后(hou),該相(xiang)(xiang)(xiang)的析出溫度范(fan)圍為450~750℃,往往在a/γ相(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)及α/α晶(jing)界(jie)、亞晶(jing)界(jie)上析出,有(you)時也會(hui)以細針狀向晶(jing)內衍生,并常與鐵素體晶(jing)內析出的該相(xiang)(xiang)(xiang)共存,600℃為其(qi)析出峰。該相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)易長(chang)大,其(qi)析出會(hui)引起鋼(gang)的脆性。
π相(xiang)(xiang)是一(yi)種氮化物,首先在22Cr-8Ni-3Mo雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼的(de)(de)焊縫金(jin)屬(shu)中發現,600℃時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)在α相(xiang)(xiang)晶內析(xi)出(chu)π相(xiang)(xiang),同(tong)時(shi)(shi)還析(xi)出(chu)R相(xiang)(xiang)。π相(xiang)(xiang)的(de)(de)分(fen)子式為(wei)Fe7Mo13N4,并與α相(xiang)(xiang)保持一(yi)定的(de)(de)位向(xiang)關系。π相(xiang)(xiang)和(he)R相(xiang)(xiang)的(de)(de)析(xi)出(chu)引起鋼的(de)(de)脆(cui)性,富鉬的(de)(de)π相(xiang)(xiang)和(he)R相(xiang)(xiang)的(de)(de)析(xi)出(chu)還導致其鄰(lin)近的(de)(de)α相(xiang)(xiang)貧鉬,降低其耐點(dian)蝕的(de)(de)性能(neng)。

雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)組織轉變(bian)主(zhu)要發生在鐵素體相(xiang)中(zhong),其轉變(bian)動力(li)學可用TTT曲線或CCT、CCP曲線(連續冷(leng)卻析出(chu)曲線)來(lai)闡(chan)明這一過程。圖(tu)9.79為022Cr21-Ni7Mo2.5Cu1.5鋼(gang)(gang)(法國(guo)(guo)(guo)Uranus 50)的(de)(de)TTT曲線。圖(tu)9.80為022Cr25Ni7Mo4-WCuN(英(ying)國(guo)(guo)(guo)Zeron 100)和(he)022Cr25Ni6.5Mo3.5CuN(法國(guo)(guo)(guo)UR52N+)兩(liang)種超(chao)級(ji)(ji)雙相(xiang)鋼(gang)(gang)的(de)(de)CCT曲線。可以看出(chu),較(jiao)高氮含(han)量(liang)(約0.3%N)的(de)(de)超(chao)級(ji)(ji)不(bu)銹鋼(gang)(gang)。等(deng)相(xiang)的(de)(de)析出(chu)速(su)(su)率要比一般雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(含(han)量(liang)0.15%N)顯著(zhu)減緩,遠低于20mm鋼(gang)(gang)板(ban)水淬的(de)(de)速(su)(su)率105℃/h,UR52N+鋼(gang)(gang)水淬鋼(gang)(gang)板(ban)的(de)(de)極限(xian)厚度達100mm。


