保溫時間對SAF2205雙相不銹鋼的組織和性能的影響
浙江至德鋼業(yè)有限公司技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)在SAF2205雙相不銹鋼高溫塑性變形中,基體鐵素體為軟相,變形首先在該相中進行,當變形量為30%時,由于變形量較小,應(yīng)變大部分被鐵素體承擔,奧氏體內(nèi)幾乎沒有塑性變形并且只有少量的變形孿晶。當變形量為50%、60%時,應(yīng)變在奧氏體中也逐漸積累。變形量越大,奧氏體所積累的應(yīng)變量就越大,奧氏體晶粒內(nèi)逐漸積累,越來越多的變形存儲能,其自由能就越大,使得圖中d點越向右移,更加促進鐵素體含量的增加,就越有利于γ→δ相變的發(fā)生。2205雙相不銹鋼高溫變形試樣中鐵素體和奧氏體兩相的相對含量測定結(jié)果與上述理論分析結(jié)果一致。變形溫度對γ→δ相變的影響,可以解釋為:變形溫度越低,組織中奧氏體的含量就越大,其承擔的變形量越大,有利于奧氏體自由能的提高,進而也有利于該相變的發(fā)生。
將2205雙相不銹鋼試樣加熱到1200℃,變形量為30%,分別保溫1小時、2小時、3小時進行塑性變形,變形量為30%,變形結(jié)束后立即水冷,固定高溫組織。圖為不同保溫時間軸向試樣的室溫力學(xué)性能,由拉伸實驗可知,分別保溫1小時、2小時、3小時變形時,軸向試樣的室溫抗拉強度分別為745MPa、730MPa、705MPa,抗拉強度逐漸降低,而延伸率分別為31.3%、32%、34%,延伸率逐漸增加。由圖金相照片可知,隨著保溫時間的延長,再結(jié)晶越充分,深灰色的鐵素體晶粒和灰白色的奧氏體晶粒都長大并球化,經(jīng)過高溫塑性變形后也不能有效地減小其晶粒度,如圖中所示,保溫時間為3小時,鐵素體嚴重長大,給變形給來了不利的影響,從而使得抗拉強度逐漸降低。由圖可知,當保溫時間由2小時增加到3小時,軸向試樣的室溫抗拉強度下降的程度較保溫時間由1小時到2小時的大,而隨著保溫時間的延長,延伸率逐漸增加,但增加的幅度不大。從圖發(fā)現(xiàn),灰白色的奧氏體相中都出現(xiàn)了變形孿晶,說明,在塑性變形過程中,當滑移受阻時,試樣將以孿生方式繼續(xù)變形。
浙江至德鋼有限公司系統(tǒng)的研究了變形工藝對SAF2205雙相不銹鋼的組織和性能的影響,由于SAF2205合金含量較高,大約占30%,給高溫塑性變形帶來了困難。
1. SAF2205雙相不銹鋼在1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃變形時,在560公斤的空氣錘下鍛打2次,使變形量為30%左右,變形后試樣都產(chǎn)生了縱向裂紋,只是隨著變形溫度的升高,使得變形抗力減小,在1200℃、1250℃變形時,產(chǎn)生的裂紋最細小。
2. 當空氣錘降為200公斤時,經(jīng)過4次變形時,使得變形量達到30%時每道次變形量較小,當變形溫度為1200℃、1250℃試樣沒有產(chǎn)生裂紋,然而其他變形溫度皆產(chǎn)生裂紋,說明分別在1050℃、1100℃、1150℃變形時,即使經(jīng)過小變形量也會產(chǎn)生裂紋而報廢。
3. 變形溫度為1200℃時,軸向試樣的室溫抗拉強度比變形溫度為1250℃的抗拉強度低,但是塑性比較好。在斷口形貌中,在韌窩處沒有發(fā)現(xiàn)第二相顆粒,室溫拉伸曲線中由彈性變形階段直接進入塑性變形階段,沒有屈服階段。
4. 在變形溫度為1200℃時,隨著變形量的增加,金相組織越細小,并且鐵素體的含量有所增加,是因為在變形過程中會發(fā)生奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變。當變形量為30%時,組織中只有少量的變形孿晶,隨著變形量的增加,變形孿晶增多。
5. 在變形溫度為1200℃,變形量為30%時,隨著保溫時間的延長,基體組織中發(fā)生再結(jié)晶就越充分,金相組織中鐵素體、奧氏體晶粒度都有一定程度的長大,并且通過塑性變形也不能有效地減小其晶粒度。從而使得軸向試樣的室溫抗拉強度降低,延伸率增加。
本文標簽:雙相不銹鋼
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