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(tie)素體不銹鋼奧(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為三種雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)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。


表 42.jpg


  雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是通過多種途(tu)徑得(de)到強(qiang)(qiang)化的(de)(de)。兩(liang)相(xiang)(xiang)共存可以(yi)阻(zu)止晶(jing)粒(li)長大,同(tong)尺寸(cun)鋼(gang)(gang)材的(de)(de)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)晶(jing)粒(li)只相(xiang)(xiang)當于奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)晶(jing)粒(li)的(de)(de)一半,雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)獲(huo)得(de)細(xi)晶(jing)強(qiang)(qiang)化的(de)(de)同(tong)時(shi),韌性也增加(jia),因此應(ying)控制(zhi)好熱加(jia)工(gong)工(gong)藝以(yi)獲(huo)得(de)晶(jing)粒(li)較細(xi)的(de)(de)原(yuan)始組(zu)織。鉻、鎳、鉬等元素(su)溶入兩(liang)相(xiang)(xiang)中(zhong)可以(yi)固溶強(qiang)(qiang)化,但(dan)在(zai)兩(liang)相(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)強(qiang)(qiang)化程(cheng)度不(bu)同(tong)。氮(dan)原子以間隙固溶方式(shi)(shi)主要集中在奧(ao)氏體(ti)相(xiang)中,其強化(hua)(hua)作用(yong)較置換方式(shi)(shi)明顯。雙相(xiang)不銹鋼還(huan)可以通過冷變形(xing)方式(shi)(shi)得到強化(hua)(hua)。


 雙相不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)具有較好的(de)韌性主要是(shi)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相的(de)貢獻。奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)能抑(yi)(yi)制(zhi)鐵素體(ti)(ti)(ti)相中(zhong)已(yi)產生的(de)裂紋繼續擴展(zhan)。碳、氮等間隙元素在(zai)(zai)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)的(de)溶解度(du)高,自(zi)高溫(wen)冷卻時不(bu)(bu)(bu)易析出(chu)碳氮化物,可(ke)以(yi)抑(yi)(yi)制(zhi)晶(jing)界脆(cui)化。奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)可(ke)以(yi)阻(zu)止高溫(wen)加熱時鐵素體(ti)(ti)(ti)晶(jing)粒的(de)長大。由于鐵素體(ti)(ti)(ti)相在(zai)(zai)雙相不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong)占有50%~65%的(de)比例,鐵素體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)所固有的(de)各種脆(cui)化傾向(xiang)也(ye)都會在(zai)(zai)雙相不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong)反映(ying)出(chu)來。


 鎳在雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)(gang)中是(shi)主(zhu)要控(kong)(kong)制相(xiang)平(ping)衡(heng)的(de)(de)(de)元(yuan)素(su),鎳含(han)量(liang)(liang)過(guo)(guo)高將使鋼(gang)(gang)(gang)中奧氏(shi)體含(han)量(liang)(liang)超過(guo)(guo)50%,此時鐵素(su)體相(xiang)中更多地富集(ji)鉻、鉬等促進(jin)出現脆性的(de)(de)(de)。相(xiang)轉變的(de)(de)(de)元(yuan)素(su),降低鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)韌性。而鎳含(han)量(liang)(liang)過(guo)(guo)低,又會導(dao)致鐵素(su)體含(han)量(liang)(liang)高,同樣使鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)韌性下(xia)降。雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)(de)鎳含(han)量(liang)(liang)一(yi)般控(kong)(kong)制在4.5%~7.5%。


 鉻在(zai)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼中主(zhu)要起耐(nai)蝕作(zuo)用,隨鉻含量的(de)(de)(de)提高(gao),鋼的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性提高(gao),但鉻含量的(de)(de)(de)提高(gao)能加速(su)a、σ等脆性相(xiang)的(de)(de)(de)析出,使鋼的(de)(de)(de)脆性增加,韌脆轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度(du)明顯升高(gao)。在(zai)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼中鉻含量一般控制在(zai)18%~28%。


 鉬在雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)中促(cu)進a、σ、x等脆性(xing)相(xiang)的析(xi)出,并使析(xi)出溫度上移,加(jia)大鋼(gang)的脆化傾向和缺口敏感性(xing)。鉬的加(jia)入(ru)量一(yi)般不(bu)超過(guo)4%。


鎢(wu)在雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼的作用(yong)與(yu)鉬(mu)相(xiang)(xiang)(xiang)似。鎢(wu)與(yu)鉬(mu)相(xiang)(xiang)(xiang)比,能延緩脆性相(xiang)(xiang)(xiang)的析出,降低鋼的脆化傾向,但鎢(wu)含量(liang)達4%時,會(hui)因析出拉弗(fu)斯相(xiang)(xiang)(xiang)導致(zhi)鋼的脆化。雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼中的鎢(wu)含量(liang)不超過2%。