不同固溶處理的2205不銹鋼在3.5%NaCl溶液中的慢應變拉伸曲線如圖4.3所示。慢應變拉伸數據得到的各相性能指標值如圖4.4和表4.2所示。



材料的應力腐(fu)蝕(shi)敏感性的強弱可以用其比值來反映:該值越大,材料的應力腐蝕敏感性越低。從圖4.4可以看出,隨著固溶處理的溫度的升高,雙相不銹鋼在空氣中的斷面收縮率先升高后下降,雙相(xiang)不銹鋼(gang)在溶液中斷面收縮率先升高后下降,以及兩者之比(ψ環境/ψ空氣)的值先升高后下降,說明隨著固溶處理的溫度從950℃升高至1150℃,雙相不銹鋼的應力腐蝕敏感性先變弱后變強。
慢應(ying)(ying)變拉(la)伸(shen)斷(duan)裂后的(de)(de)雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)斷(duan)口形貌(mao)如圖(tu)4.5所示。圖(tu)4.6為(wei)1050℃/30min 固溶處理的(de)(de)雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)3.5%NaCl溶液中(zhong)(zhong)慢應(ying)(ying)變拉(la)伸(shen)后的(de)(de)斷(duan)口剖面(mian)圖(tu)。從圖(tu)4.6中(zhong)(zhong)可以看出,雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)斷(duan)口形貌(mao)中(zhong)(zhong)存在(zai)由裂紋(wen),裂紋(wen)的(de)(de)源頭在(zai)雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)試樣(yang)表面(mian),裂紋(wen)由雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)表面(mian)相試樣(yang)內部延(yan)伸(shen),并終止(zhi)于奧(ao)氏體(ti),說(shuo)明奧(ao)氏體(ti)對應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)裂紋(wen)的(de)(de)擴展(zhan)有一定的(de)(de)阻(zu)礙作(zuo)用。


從(cong)表4.2中(zhong)(zhong)(zhong)可以(yi)看(kan)(kan)出,當固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)從(cong)950℃升(sheng)(sheng)高(gao)至(zhi)1000℃時(shi),雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)面(mian)(mian)(mian)收縮(suo)(suo)(suo)率(lv)從(cong)63.22956%升(sheng)(sheng)高(gao)至(zhi)82.92134%,升(sheng)(sheng)高(gao)幅值約為19%;當固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)升(sheng)(sheng)高(gao)到1050℃時(shi),雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)斷(duan)面(mian)(mian)(mian)收縮(suo)(suo)(suo)率(lv)為82.50531%;當固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)為1100℃時(shi),雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)斷(duan)面(mian)(mian)(mian)收縮(suo)(suo)(suo)率(lv)為82.67233%;進一步升(sheng)(sheng)高(gao)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)至(zhi)1150℃時(shi),雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)斷(duan)面(mian)(mian)(mian)收縮(suo)(suo)(suo)率(lv)為80.08303%.可以(yi)看(kan)(kan)出,當固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)從(cong)1000℃升(sheng)(sheng)高(gao)至(zhi)1100℃時(shi),雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)面(mian)(mian)(mian)收縮(suo)(suo)(suo)率(lv)幾(ji)乎(hu)沒(mei)有(you)(you)(you)(you)變(bian)化,當固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)升(sheng)(sheng)高(gao)至(zhi)1150℃時(shi),雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)斷(duan)面(mian)(mian)(mian)收縮(suo)(suo)(suo)率(lv)開始下(xia)降至(zhi)80.08303%,這(zhe)與(yu)1150℃/30min固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)和奧氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)百分(fen)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)有(you)(you)(you)(you)關,此時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)百分(fen)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為59%,而奧氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)百分(fen)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為41%,即1150℃/30min 固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)(han)有(you)(you)(you)(you)過(guo)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti),以(yi)及不(bu)(bu)足量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑(su)性優的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti),導致該固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)狀(zhuang)態(tai)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣在空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)面(mian)(mian)(mian)收縮(suo)(suo)(suo)率(lv)有(you)(you)(you)(you)所下(xia)降。對于950℃固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣,其含(han)(han)(han)有(you)(you)(you)(you)6.1%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬而脆的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)σ相(xiang),這(zhe)必(bi)然導致該固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)狀(zhuang)態(tai)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)面(mian)(mian)(mian)收縮(suo)(suo)(suo)率(lv)明顯(xian)降低,僅(jin)為63.22956%。
從圖4.5(a)、(b)中(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)看出,950℃/30min固溶(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在(zai)空氣中(zhong)(zhong)(zhong)和溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)斷口均呈(cheng)現準(zhun)(zhun)解理(li)平面;950℃/30min 固溶(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在(zai)空氣中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)斷口局部有(you)(you)少(shao)量韌窩存(cun)在(zai),而在(zai)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)斷口幾乎(hu)是準(zhun)(zhun)解理(li)平面,二者都(dou)(dou)屬于脆(cui)(cui)性(xing)(xing)斷裂(lie),這主要(yao)是由于大(da)量脆(cui)(cui)性(xing)(xing)σ相沿著晶界(jie)析出,降低了材料的(de)(de)(de)耐應力(li)腐(fu)蝕性(xing)(xing)能和力(li)學性(xing)(xing)能。從圖4.5(e)、(f)中(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)看出,1050℃/30min固溶(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在(zai)空氣和溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)斷口都(dou)(dou)存(cun)在(zai)大(da)量韌窩,雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在(zai)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)韌性(xing)(xing)損失(shi)較(jiao)小,而(950℃、1000℃、1100℃、1150℃)/30min 固溶(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在(zai)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)都(dou)(dou)存(cun)在(zai)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)韌性(xing)(xing)損失(shi),表(biao)明1050℃/30min 固溶(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具有(you)(you)較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)耐應力(li)腐(fu)蝕性(xing)(xing)能。
從表(biao)(biao)4.2中也(ye)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu),950℃/30min 固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)在(zai)3.5%NaCl溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷面收縮(suo)率僅(jin)(jin)為(wei)32.0158%,其ψ3.5%NaCI溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)/空(kong)氣(qi)(qi)也(ye)僅(jin)(jin)為(wei)50.6342%,表(biao)(biao)現出(chu)很強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)敏感(gan)性(xing),具有(you)(you)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)能。而1050℃/30min 固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)在(zai)3.5%NaCl 溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中斷面收縮(suo)率達到 76.34294%,且(qie)其43.5%NaCI溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)/空(kong)氣(qi)(qi)也(ye)達到92.5971%,幾(ji)乎無應(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)敏感(gan)性(xing),表(biao)(biao)現出(chu)較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)能。1150℃/30min 固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)43.5%NaCI溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)/4空(kong)氣(qi)(qi)值為(wei)69.7453%,與1050℃/30min 固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)相比(bi)較(jiao),有(you)(you)明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)下降(jiang)。將(jiang)(950℃、1050℃、1150℃)/30min 固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)觀(guan)組織進行比(bi)較(jiao),可(ke)以(yi)看(kan)出(chu),1150℃/30min 固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)百分(fen)含(han)量(liang)(liang)為(wei)59%,比(bi)1050℃/30min 固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)百分(fen)含(han)量(liang)(liang)(51.9%)高(gao)7.1%,并且(qie)950℃/30min 固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)中存在(zai)大量(liang)(liang)σ相;從極化曲線的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)析可(ke)知,當(dang)固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)過(guo)高(gao)時,鐵素(su)體(ti)百分(fen)含(han)量(liang)(liang)升高(gao),鐵素(su)體(ti)耐(nai)(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)當(dang)量(liang)(liang)下降(jiang),促使點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)更易于發生;且(qie)當(dang)固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)為(wei)950℃時,大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)σ相的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)顯著降(jiang)低了材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)能。從應(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)能分(fen)析可(ke)以(yi)看(kan)出(chu),由于σ相的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai),950℃/30min 固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)能比(bi)1050℃/30min固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)能差,以(yi)及1150℃/30min固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)量(liang)(liang)鐵素(su)體(ti)導致材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)能比(bi)1050℃/30min固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)能有(you)(you)所下降(jiang)。

一方面,鐵素體(ti)含(han)量升高,材料(liao)(liao)耐點(dian)蝕(shi)(shi)當量下降(jiang),點(dian)蝕(shi)(shi)更易(yi)發生,導(dao)致鈍化(hua)膜性(xing)能不穩(wen)定和易(yi)破裂,耐應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能變(bian)差;另一方面,σ相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)產生使其周(zhou)圍存在貧鉻區,降(jiang)低材料(liao)(liao)耐點(dian)蝕(shi)(shi)性(xing)能,同時使得材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)耐應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能下降(jiang)。而(er)1050℃/30min固溶(rong)處理的(de)(de)(de)雙相(xiang)(xiang)不銹鋼中的(de)(de)(de)兩相(xiang)(xiang)比例接(jie)近(jin)1:1,同時具(ju)有較好的(de)(de)(de)耐點(dian)蝕(shi)(shi)性(xing)能和較好的(de)(de)(de)耐應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能。
從以上分析可以看出,點(dian)(dian)蝕(shi)和應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)發(fa)生存在某種關(guan)系,即(ji)點(dian)(dian)蝕(shi)會促(cu)進應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)發(fa)生,而提高材(cai)(cai)料的(de)耐點(dian)(dian)蝕(shi)性能也能夠提高材(cai)(cai)料的(de)耐應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性能。應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)陽極溶(rong)解理論認(ren)為,應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)發(fa)生與材(cai)(cai)料表面氧化膜的(de)形成一破裂(lie)有關(guan)。點(dian)(dian)蝕(shi)破壞鈍化膜的(de)完整性,促(cu)進了應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)發(fa)生。
1000℃、1050℃、1100℃、1150℃及1200℃固溶態的2507雙相不銹鋼室溫下在3.5%NaCl溶液中的SSRT結果如圖4.7和表4.3所示。從整體能夠獲得隨固溶處理溫度的增高DSS2507的抗拉強度表現為先降低后上升的變化趨勢,1000℃時抗拉強度是888.36MPa,1100℃時抗拉強度減小成875.886MPa,隨固溶熱處理溫度繼續增高到1200℃抗拉強度又上升至905.562MPa.從應變量(試樣標距部分的拉伸量)的角度看隨固溶熱處理溫度的上升應變量呈先變大后減小的趨勢,固溶溫度為1000℃時斷裂應變為11.0487mm,當固溶溫度升高到1050℃時斷裂應變升高到11.1307mm,而固溶熱處理溫度的繼續上升又導致斷裂應變開始減小,1200℃時減小到10.0628mm.導致以上現象出現的原因在于固溶熱處理溫度處于1000~1050℃之間時,抗拉強度受材料組織再結晶完全程度的影響,在該溫度范圍內2507雙相不銹鋼的組織再結晶完全程度提高,并且在該溫度范圍內起著主導作用所以剛的強度下降韌性升高;1050~1200℃之間材料的兩相組織轉變發揮著核心影響作用,鐵素體α相量隨固溶熱處理溫度增高漲幅較大而奧氏體γ相量卻降低,又由于鐵素體α相是bcc結構奧氏體γ相是fcc結構,在室溫條件下前者強度高于后者,所以1050~1200℃范圍內鋼的強度變高而韌性減小。

雙相鋼(gang)在線亞洲日產一區二區:應力腐蝕開裂敏感性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強弱能夠通(tong)過(guo)斷裂(lie)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(tb)來反(fan)映:該值越(yue)大(da),表明(ming)雙相(xiang)(xiang)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)SCC敏感性(xing)(xing)(xing)(xing)越(yue)低,抵抗SCC的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)能更強。從表4.3可以(yi)看出(chu) DSS2507的(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷裂(lie)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(tb)隨(sui)固(gu)(gu)(gu)溶熱處(chu)理(li)溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上升(sheng)呈先變大(da)后減小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化走勢(shi)。當固(gu)(gu)(gu)溶溫(wen)度(du)為(wei)1000℃時(shi)(shi)(shi),DSS2507中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)跟(gen)(gen)奧氏(shi)體(ti)(ti)這(zhe)兩相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)界處(chu)有(you)σ相(xiang)(xiang)析出(chu),由于σ相(xiang)(xiang)硬而脆,且(qie)其(qi)周圍存在(zai)貧(pin)鉻區(qu),σ相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)能夠顯著降(jiang)低材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)能和(he)耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能,根據應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)陽(yang)極溶解機理(li)可知,SCC的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發生跟(gen)(gen)鈍(dun)化膜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“破(po)裂(lie)-修(xiu)復-破(po)裂(lie)”過(guo)程有(you)關(guan)聯。σ相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)析出(chu)使(shi)其(qi)所在(zai)區(qu)域的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈍(dun)化膜變得薄弱,因(yin)此(ci)經過(guo)1000℃固(gu)(gu)(gu)溶的(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣易(yi)發生應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)斷裂(lie),并且(qie)從表4.3也可以(yi)看出(chu)1000℃時(shi)(shi)(shi)斷裂(lie)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(tb)較低為(wei)30.42h;1050℃時(shi)(shi)(shi)斷裂(lie)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(tb)值最大(da)為(wei)31.33h,這(zhe)說(shuo)明(ming)經過(guo)1050℃固(gu)(gu)(gu)溶處(chu)理(li)30min的(de)(de)(de)(de)(de)(de)DSS2507的(de)(de)(de)(de)(de)(de)SCC敏感性(xing)(xing)(xing)(xing)較低,有(you)較優(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐SCC能力(li)(li),這(zhe)跟(gen)(gen)其(qi)有(you)較優(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗點(dian)蝕(shi)能力(li)(li)以(yi)及(ji)鋼中兩相(xiang)(xiang)均勻(yun)分布有(you)關(guan);隨(sui)著固(gu)(gu)(gu)溶溫(wen)度(du)繼續升(sheng)高至1200℃,斷裂(lie)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(tb)又逐(zhu)漸減小,1200℃時(shi)(shi)(shi)斷裂(lie)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(tb)降(jiang)低到(dao)28.47h,這(zhe)說(shuo)明(ming)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)斷裂(lie)性(xing)(xing)(xing)(xing)能降(jiang)低。這(zhe)是因(yin)為(wei)當固(gu)(gu)(gu)溶熱處(chu)理(li)溫(wen)度(du)繼續上升(sheng)至1200℃時(shi)(shi)(shi)鋼中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)量(liang)逐(zhu)漸增(zeng)高而奧氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)量(liang)逐(zhu)漸減少(shao),又因(yin)為(wei)鐵素(su)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)奧氏(shi)體(ti)(ti)差,進而導致在(zai)高固(gu)(gu)(gu)溶溫(wen)度(du)下DSS2507的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)破(po)裂(lie)敏感性(xing)(xing)(xing)(xing)增(zeng)強,具體(ti)(ti)變現為(wei)斷裂(lie)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(tb)降(jiang)低。
1000℃、1050℃、1100℃、1150℃及(ji)1200℃固(gu)(gu)溶(rong)(rong)態的(de)2507雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼室溫下于(yu)3.5%NaCl溶(rong)(rong)液(ye)介質中的(de)SSRT斷(duan)(duan)(duan)口(kou)形(xing)貌(mao)如圖(tu)4.8所示。從圖(tu)4.8中能(neng)夠(gou)較(jiao)(jiao)(jiao)為(wei)(wei)清晰地獲得五種(zhong)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)態下的(de)DSS2507拉伸斷(duan)(duan)(duan)口(kou)都具(ju)有(you)明(ming)顯的(de)韌(ren)窩,都表(biao)(biao)現為(wei)(wei)韌(ren)性(xing)(xing)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)。圖(tu)4.8(a)雖(sui)然(ran)表(biao)(biao)現為(wei)(wei)韌(ren)性(xing)(xing)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie),但是有(you)明(ming)顯的(de)準解理斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)面(mian)的(de)出現,有(you)脆性(xing)(xing)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)的(de)傾向,這說明(ming)1000℃下DSS2507的(de)抗SCC能(neng)力(li)較(jiao)(jiao)(jiao)弱(ruo),容易發生SCC;隨著(zhu)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)溫度(du)(du)升高至1050℃,如圖(tu)4.8(b)所示,鋼斷(duan)(duan)(duan)面(mian)上的(de)韌(ren)窩數量(liang)最多(duo)且密(mi)集表(biao)(biao)明(ming)其應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)性(xing)(xing)最弱(ruo),即該(gai)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)溫度(du)(du)下鋼的(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)破(po)裂(lie)敏感(gan)性(xing)(xing)較(jiao)(jiao)(jiao)弱(ruo);隨著(zhu)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)溫度(du)(du)的(de)繼續升高,如圖(tu)4.8(c)~(e)所示,鋼的(de)韌(ren)性(xing)(xing)損失(shi)變(bian)大,韌(ren)窩數量(liang)減小(xiao)且密(mi)集度(du)(du)減弱(ruo),表(biao)(biao)明(ming)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼的(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)破(po)裂(lie)敏感(gan)性(xing)(xing)又增強(qiang)。

這與表(biao)4.3中斷裂(lie)(lie)時(shi)的(de)應變測試結果是相(xiang)對應的(de)。雙相(xiang)不銹鋼(gang)的(de)應力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)類(lei)型是陽(yang)(yang)極(ji)溶(rong)解型,跟其耐孔蝕(shi)(shi)能力(li)(li)有著(zhu)較(jiao)為(wei)密切的(de)聯系。當鋼(gang)表(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)被破壞形(xing)成(cheng)蝕(shi)(shi)孔裸露(lu)出新(xin)鮮表(biao)面(mian)(mian)(mian),該表(biao)面(mian)(mian)(mian)與其他覆蓋有氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)形(xing)成(cheng)大(da)陰(yin)極(ji)小陽(yang)(yang)極(ji)的(de)腐蝕(shi)(shi)電池(裸露(lu)出的(de)新(xin)鮮表(biao)面(mian)(mian)(mian)為(wei)陽(yang)(yang)極(ji),鋼(gang)表(biao)面(mian)(mian)(mian)覆蓋有氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)為(wei)陰(yin)極(ji)),金屬發(fa)生陽(yang)(yang)極(ji)反應,金屬原子溶(rong)解成(cheng)為(wei)離子,形(xing)成(cheng)裂(lie)(lie)紋(wen)。裂(lie)(lie)紋(wen)朝著(zhu)縱(zong)深方(fang)向處發(fa)展同時(shi)又因(yin)為(wei)應力(li)(li)主要分布在裂(lie)(lie)紋(wen)尖端(duan)處,進(jin)而(er)導致(zhi)裂(lie)(lie)紋(wen)周(zhou)圍區域產生塑性(xing)形(xing)變,陽(yang)(yang)極(ji)電位下降提(ti)高(gao)了陽(yang)(yang)極(ji)溶(rong)解速度,最終導致(zhi)裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)擴大(da)。
根據第3章對2507雙相不銹鋼電化學性能的研究結果可知,隨固溶熱處理度的增高2507雙相(xiang)不銹鋼抗點蝕能力呈先增強后下降的變化趨勢,1050℃時鋼中的鐵素體相跟奧氏體相這兩相分布較均勻且兩相比例約為1:1,鋼表面保護膜穩定性較好,產生點腐蝕的電位較高,不利于促進裂紋的發展,進而該固溶溫度下2507雙相不銹鋼有較好的抗應力腐蝕開裂性能,這跟SSRT所得結果是相同的。總之,固溶熱處理溫度為1050℃時 DSS2507的抗SCC能力較強。
固溶態為1050℃的2507雙相不銹鋼(gang)在3.5%NaCl溶液中的拉伸斷口腐蝕形貌如圖4.9所示,圖中深色組織是鐵素體α相、淺色是奧氏體γ相。從圖4.9中可以看出裂紋優先在鐵素體α相上傳播,終止于奧氏體γ相,且裂紋迂回過奧氏體γ相后繼續會在鐵素體α相中繼續傳播,這表明奧氏體γ相對鐵素體α相中裂紋的傳播有一定的抑制作用,這種現象稱為致鎖(Keying)效應。這主要是由于首先鐵素體α相為陽極,優先在腐蝕介質中發生腐蝕因而裂紋優先在鐵素體α相上發生和傳播;其次奧氏體γ相相對于鐵素體α相來說硬度及屈服強度都偏低、延展性能較好,奧氏體γ相比鐵素體α相更易發生形變且形變能較大,所以在鐵素體α相中發展的裂紋遇到奧氏體γ相時其尖端形變帶的應力會受到一定的緩和,進而對鐵素體α相中裂紋的傳播有一定的抑制作用。因此,應力腐蝕破裂裂紋優先在鐵素體α相上傳播,終止于奧氏體γ相。


