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固溶温度对高氮节镍型双相不锈钢组织与性能的影响

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发表于 2017-8-15 11:25:35 | 显示全部楼层 |阅读模式

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由于奥氏体-铁素体型双相不锈钢微观组织中含有等体积分数的奥氏体和铁素体,因此具有较高的力学性能和优良的耐腐蚀性能。通过合适的热处理工艺可获得合适的两相比例及严格控制有害析出相,从而提高钢材的组织和性能。由于奥氏体不锈钢原材料价格的增加,国内外加快了研发价格低廉且性能优越的双相不锈钢材料的步伐。氮的添加不仅降低了双相不锈钢的价格,而且具有更高的强度及耐腐蚀性能。本研究通过合适的工艺开发了一种氮含量为0.36%的双相不锈钢,并研究了固溶温度对高氮低镍节约型双相不锈钢力学性能的影响,以期对未来高氮低镍节约型双相不锈钢的生产提供理论依据。
  试验钢采用真空感应炉进行冶炼,其化学成分(质量分数,%)为:C0.02,Si1.13,Mn4.92,Cr22.8,Ni1.55,Mo0.7,Cu0.26,N0.36,Fe余量。铸锭经过多道次热轧获得8 mm厚试验钢板。接着分别在1050、1100和1150 ℃固溶处理30 min后淬火。按GB/T228-2010《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》进行力学性能测试。纳米硬度测量采用的压头为Berkovich型三棱锥,以2000 μN的力进行加载,测量奥氏体和铁素体纳米硬度值。用于微观组织观察的试样选用4 g CuSO4+20 mL HCl侵蚀剂浸蚀,在光学显微镜下进行金相观察。试验结果表明:
  1) 经1050~1150 ℃固溶处理后,高氮低镍节约型双相不锈钢组织为铁素体和奥氏体,具有较好的相平衡及组织稳定性,且具有较高的强度,这主要是由于氮原子的间隙固溶强化作用。
  2) 经1100 ℃固溶处理后,高氮低镍节约型双相不锈钢具有最优化的力学性能,屈服强度为546 MPa,抗拉强度为781 MPa,伸长率达到40.1%。
  3) 1050~1150 ℃固溶处理后,奥氏体相纳米硬度大于铁素体相,且两相在靠近相界处的纳米硬度值要高于相内纳米硬度值。
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