在雙相不銹鋼(gang)中,α相和y相含量的控制十分重要,圖9.77為不同鐵含量的Fe-Cr-Ni合金的變溫截面圖。隨鐵含量的增加,a相區和γ相區的形狀發生變化,a/α+y和α+y/y相界變彎,在高溫時的α相區逐漸縮小。在低溫時σ+y雙相區逐漸擴大。在鐵含量為90%時,由于γ相區的擴大,使高溫鐵素體區與低溫鐵素體區分割開來。鐵含量為70%左右時,由于α+y/y相界發生彎曲,在1000℃時,靠近α+x/y相界附近的純奧氏體鋼將出現某些鐵素體,隨著Cr/Ni比例的調整,便可以獲得α+y雙相不銹鋼,鋼中所含的鉻、鎳總量使這類鋼具有良好的耐蝕性。
α+γ雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)與通常的純(chun)鐵素體鋼(gang)(gang)和(he)純(chun)奧氏體鋼(gang)(gang)不同,在(zai)其(qi)加熱和(he)冷卻過程(cheng)中(zhong),除了(le)a、y兩相(xiang)(xiang)含量(liang)的變化(hua)外,還會產(chan)生組織轉變,出現二次(ci)奧氏體γ2。在(zai)常用(yong)的雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong),隨著成分的變化(hua)還會出現碳化(hua)物、氮化(hua)物及一些(xie)金屬間化(hua)合物。
雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)性能,特別(bie)是耐應力腐蝕破裂的(de)(de)(de)(de)(de)性能,與其(qi)主要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)組成α相(xiang)(xiang)和(he)r相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)衡(heng)比例有(you)著密(mi)切的(de)(de)(de)(de)(de)關系,而平(ping)衡(heng)比例取決(jue)于(yu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)成分和(he)加熱溫(wen)度。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)平(ping)衡(heng)一般是根(gen)據Schaeffler圖(tu)(圖(tu)9.13)或以后的(de)(de)(de)(de)(de)一些改進的(de)(de)(de)(de)(de)組織圖(tu)確定的(de)(de)(de)(de)(de)。此外,還找出了一些以化學成分和(he)固(gu)溶(rong)溫(wen)度為(wei)依(yi)據計(ji)算(suan)出奧氏體含量的(de)(de)(de)(de)(de)關系式。
a+γ雙相不銹鋼中的組織轉變有兩個特(te)點;一是合金元素(su)在(zai)(zai)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)中的擴散(san)(san)速率遠(yuan)大于其在(zai)(zai)奧氏體(ti)中的擴散(san)(san)速率,如(ru)在(zai)(zai)700℃附近,鉻在(zai)(zai)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)中的擴散(san)(san)速率比在(zai)(zai)奧氏體中(zhong)(zhong)約大(da)100倍(bei)。二是元(yuan)(yuan)素(su)(su)在(zai)(zai)α、γ兩(liang)相中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)分(fen)配(pei)(pei)也有(you)很(hen)大(da)的(de)(de)(de)(de)差異。α相中(zhong)(zhong)富(fu)集(ji)了(le)鐵素(su)(su)體形(xing)成(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)(su),而(er)γ相中(zhong)(zhong)富(fu)集(ji)了(le)奧氏體形(xing)成(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)(su),元(yuan)(yuan)素(su)(su)在(zai)(zai)兩(liang)相中(zhong)(zhong)含(han)量的(de)(de)(de)(de)比值稱(cheng)為分(fen)配(pei)(pei)系(xi)數。元(yuan)(yuan)素(su)(su)在(zai)(zai)兩(liang)相間的(de)(de)(de)(de)分(fen)配(pei)(pei)系(xi)數示于圖(tu)9.78,該分(fen)配(pei)(pei)系(xi)數對在(zai)(zai)固(gu)溶(rong)狀態(1040~1090℃)的(de)(de)(de)(de)大(da)多數雙(shuang)相不銹鋼是適用的(de)(de)(de)(de)。但是,分(fen)配(pei)(pei)系(xi)數不是恒定的(de)(de)(de)(de),而(er)是隨加(jia)熱溫(wen)度的(de)(de)(de)(de)變(bian)化而(er)改變(bian)。隨著固(gu)溶(rong)溫(wen)度的(de)(de)(de)(de)升高(gao),元(yuan)(yuan)素(su)(su)在(zai)(zai)兩(liang)相間的(de)(de)(de)(de)分(fen)配(pei)(pei)逐(zhu)漸(jian)趨于均勻,α相中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)鉻、鉬、硅含(han)量逐(zhu)漸(jian)降(jiang)低,鎳、銅含(han)量逐(zhu)漸(jian)增(zeng)高(gao)。高(gao)溫(wen)下(xia)兩(liang)相成(cheng)分(fen)相近,說明(ming)鋼的(de)(de)(de)(de)焊接(jie)接(jie)頭近縫(feng)區具有(you)均勻一致的(de)(de)(de)(de)力學性能和具有(you)較好熱塑性的(de)(de)(de)(de)原因。與此(ci)同(tong)時,也必然造成(cheng)α相自身的(de)(de)(de)(de)不穩(wen)定,在(zai)(zai)時效過程中(zhong)(zhong)易于分(fen)解轉(zhuan)變(bian)。
由于上(shang)述原(yuan)因(yin),組(zu)織轉變(bian)往往發生(sheng)在鐵素體(ti)相中(zhong),在奧氏(shi)體(ti)相中(zhong)則沒(mei)有多(duo)少變(bian)化,而且在鐵素體(ti)相中(zhong)的析出反應要比純奧氏(shi)體(ti)鋼或純鐵素體(ti)鋼快得多(duo)。