雙相不銹鋼是由一定比例的鐵素體相和奧氏體相組成的,因此兼有鐵素(su)體(ti)不銹鋼和奧(ao)氏體不銹鋼的力學性能的特征:既有比較高的強度,又有良好的韌性。表9.42為三種雙(shuang)相不銹鋼力學性能和高鉻鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼力學性能對比。
雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)是通過多種途徑得到(dao)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)的(de)(de)。兩相(xiang)共存可以(yi)阻(zu)止晶粒長大,同尺寸鋼(gang)材的(de)(de)雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)晶粒只相(xiang)當于奧氏體不(bu)銹鋼(gang)晶粒的(de)(de)一半(ban),雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)在獲得細晶強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)的(de)(de)同時,韌(ren)性也增加(jia),因此應控制好熱加(jia)工(gong)工(gong)藝以(yi)獲得晶粒較(jiao)細的(de)(de)原(yuan)始(shi)組織(zhi)。鉻、鎳、鉬等元素溶入兩相(xiang)中可以(yi)固溶強(qiang)(qiang)化(hua)(hua),但在兩相(xiang)中的(de)(de)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)程(cheng)度不(bu)同。氮原子以(yi)間隙固溶方式主要集中在奧氏體相中,其強化作用較置(zhi)換方式明顯。雙相不銹鋼還可以(yi)通過冷(leng)變形方式得(de)到(dao)強化。
雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)具有(you)(you)較好的(de)(de)韌性(xing)主(zhu)要是奧氏體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)的(de)(de)貢獻。奧氏體(ti)(ti)(ti)能抑(yi)制鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)中已產生的(de)(de)裂紋繼續擴展。碳、氮等間(jian)隙(xi)元素(su)(su)在(zai)奧氏體(ti)(ti)(ti)中的(de)(de)溶解(jie)度(du)高(gao)(gao),自(zi)高(gao)(gao)溫(wen)冷卻時不(bu)易析出碳氮化(hua)物,可以(yi)抑(yi)制晶界(jie)脆化(hua)。奧氏體(ti)(ti)(ti)可以(yi)阻止高(gao)(gao)溫(wen)加(jia)熱時鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)晶粒的(de)(de)長(chang)大。由于鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)在(zai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)中占有(you)(you)50%~65%的(de)(de)比例(li),鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)所(suo)固有(you)(you)的(de)(de)各種脆化(hua)傾向也(ye)都會在(zai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)中反映(ying)出來。
鎳在(zai)雙(shuang)相不銹鋼(gang)(gang)中是主要控制(zhi)相平衡(heng)的(de)(de)(de)元素,鎳含(han)(han)量過(guo)(guo)(guo)高將(jiang)使鋼(gang)(gang)中奧氏體(ti)含(han)(han)量超過(guo)(guo)(guo)50%,此時鐵素體(ti)相中更多地富(fu)集鉻、鉬等(deng)促進出現(xian)脆性的(de)(de)(de)。相轉變(bian)的(de)(de)(de)元素,降(jiang)低鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)韌性。而鎳含(han)(han)量過(guo)(guo)(guo)低,又(you)會導致鐵素體(ti)含(han)(han)量高,同樣使鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)韌性下降(jiang)。雙(shuang)相不銹鋼(gang)(gang)中的(de)(de)(de)鎳含(han)(han)量一般(ban)控制(zhi)在(zai)4.5%~7.5%。
鉻在(zai)雙相(xiang)不銹(xiu)鋼中(zhong)主要起(qi)耐蝕作用(yong),隨鉻含(han)(han)(han)量(liang)的提高(gao),鋼的耐蝕性(xing)提高(gao),但鉻含(han)(han)(han)量(liang)的提高(gao)能加速(su)a、σ等脆性(xing)相(xiang)的析出,使鋼的脆性(xing)增加,韌脆轉變溫度明顯(xian)升(sheng)高(gao)。在(zai)雙相(xiang)不銹(xiu)鋼中(zhong)鉻含(han)(han)(han)量(liang)一般控制在(zai)18%~28%。
鉬在雙相(xiang)不(bu)銹鋼中促進a、σ、x等脆(cui)性相(xiang)的析出(chu),并使析出(chu)溫度(du)上移,加(jia)大鋼的脆(cui)化傾向和缺(que)口(kou)敏(min)感性。鉬的加(jia)入量一(yi)般不(bu)超過4%。
鎢在雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼的(de)作用與鉬相(xiang)(xiang)(xiang)似。鎢與鉬相(xiang)(xiang)(xiang)比,能延緩脆性相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)析(xi)出,降低鋼的(de)脆化(hua)(hua)傾向,但鎢含量(liang)達4%時,會因(yin)析(xi)出拉弗斯相(xiang)(xiang)(xiang)導(dao)致鋼的(de)脆化(hua)(hua)。雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼中的(de)鎢含量(liang)不超(chao)過2%。