雙相(xiang)(xiang)不銹鋼中形(xing)成(cheng)的(de)金屬間化合物主要有σ相(xiang)(xiang)、x相(xiang)(xiang)、a相(xiang)(xiang)、R相(xiang)(xiang)、Fe3Cr3Mo2Si2相(xiang)(xiang)和π相(xiang)(xiang)等,這些相(xiang)(xiang)都是脆性相(xiang)(xiang),對鋼的(de)力(li)學性能(neng)和耐腐蝕性能(neng)都有不利影響,應盡量避(bi)免它們(men)的(de)析(xi)出。
σ相是雙(shuang)相(xiang)不銹鋼中危害性最大的一種析出相,它硬而脆,可顯著降低鋼的塑性和韌性;它又富鉻,在其周圍出現貧鉻區,以及它自身的溶解而降低鋼的耐蝕性。與高鉻鐵素體不銹鋼不同,在雙相不銹鋼中由于鉬和鎳的存在,特別是鉬,擴大了σ相的形成溫度并縮短了形成時間。相可能在高于950℃時存在并可在數分鐘內析出。為避免。相的析出,雙相不銹鋼,特別是高鉻鉬的超級雙相不銹鋼,在固溶處理后要求快冷。
對022Cr25Ni7Mo4N超級雙相不銹鋼的研究表明,在1060℃固溶處理和850℃×10min時效后,。相優先在α/α/y的交點處形核,然后沿a/α晶界長大,在最后階段也可沿α/γ相界析出。σ相還可以通過鐵素體以共析分解的方式(α→σ+Y2)形成。
x相在雙相不銹鋼中一般在700~900℃范圍內首先沿α/α晶界及a/y相界析出,析出量比。相少得多。與。相相比,它在較低的溫度和較窄的溫度范圍存在。X相也同樣對鋼的塑韌性和耐蝕性能有不良影響。x相常與。相共存,但所占比例較少。對022Cr19Ni5Mo3Si2N鋼的研究表明,經1100℃×1h水淬后,在750~950℃溫度范圍內發生α→y2+σ(x)轉變,σ和x相富集鉻、鉬等元素。轉變過程中短時間時效時,x相為主相,而二者的含量隨時效時間的延長而增加,但一定時間時效后x相含量遞減而。相遞增,。相逐漸成主相。據此,可將x相視為σ相的亞穩相。
在9.4.1節(jie)中述及Fe-Cr合金在鉻(ge)含量超過(guo)(guo)15%時,會出現(xian)(xian)475℃脆(cui)性,其原因在于富鉻(ge)的a相的析出。在雙(shuang)相不銹鋼中也同樣存在這一現(xian)(xian)象,但它僅發生(sheng)在a相內,而(er)α相是(shi)通過(guo)(guo)調幅分解(jie)產(chan)生(sheng)的,其中的鉻(ge)含量可在61%~83%范圍內波動。
最早在某些雙相不銹鋼中觀察到的R相,是一種高鉬的金屬間化合物,分子式為Fe2Mo。以后在00Cr18Ni5Mo3Si2鋼中也發現了這種相,分子式為Fe2.4Cr1.3Mo-Si,其析出溫度范圍為550~750℃,在550℃×10h時效后,在金屬薄膜中可觀察到尺寸為長50nm、寬15nm、厚小于5nm的小片狀沉淀相,析出于鐵素體晶內,50h后長大成不規則的顆粒,650℃為其析出峰,此時的析出量最多。R相也是一個脆性相,對鋼的韌性和耐點蝕性能都是有害的。
Fe3Cr3Mo2Si2相(xiang)是在(zai)00Cr18Ni5Mo3Si2鋼中發現的(de),是一(yi)種片狀的(de)金屬間(jian)化合物。00Cr18Ni5Mo3Si2鋼經(jing)980℃固(gu)溶(rong)處理后,該(gai)相(xiang)的(de)析(xi)(xi)出(chu)(chu)溫度(du)范圍為450~750℃,往(wang)往(wang)在(zai)a/γ相(xiang)界(jie)及α/α晶(jing)界(jie)、亞晶(jing)界(jie)上析(xi)(xi)出(chu)(chu),有時也會以(yi)細針(zhen)狀向晶(jing)內衍生(sheng),并常與鐵素體(ti)晶(jing)內析(xi)(xi)出(chu)(chu)的(de)該(gai)相(xiang)共存,600℃為其(qi)析(xi)(xi)出(chu)(chu)峰。該(gai)相(xiang)不易長(chang)大,其(qi)析(xi)(xi)出(chu)(chu)會引起鋼的(de)脆性。
π相(xiang)是一種氮化物,首(shou)先在22Cr-8Ni-3Mo雙相(xiang)不(bu)銹鋼的(de)(de)焊縫(feng)金屬中發現,600℃時效時在α相(xiang)晶(jing)內析(xi)出π相(xiang),同時還析(xi)出R相(xiang)。π相(xiang)的(de)(de)分(fen)子式為(wei)Fe7Mo13N4,并與α相(xiang)保持(chi)一定的(de)(de)位向關系。π相(xiang)和R相(xiang)的(de)(de)析(xi)出引起鋼的(de)(de)脆性,富鉬的(de)(de)π相(xiang)和R相(xiang)的(de)(de)析(xi)出還導致(zhi)其鄰近的(de)(de)α相(xiang)貧鉬,降低(di)其耐點(dian)蝕的(de)(de)性能(neng)。
雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)組織轉變主(zhu)要發生在鐵素(su)體相(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong),其轉變動(dong)力學可用TTT曲線(xian)或CCT、CCP曲線(xian)(連續冷卻(que)析出曲線(xian))來闡明這一(yi)過程。圖(tu)9.79為022Cr21-Ni7Mo2.5Cu1.5鋼(gang)(gang)(法(fa)國(guo)Uranus 50)的(de)(de)TTT曲線(xian)。圖(tu)9.80為022Cr25Ni7Mo4-WCuN(英國(guo)Zeron 100)和022Cr25Ni6.5Mo3.5CuN(法(fa)國(guo)UR52N+)兩種超(chao)級雙相(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)的(de)(de)CCT曲線(xian)。可以看出,較高氮含(han)量(約0.3%N)的(de)(de)超(chao)級不銹鋼(gang)(gang)。等相(xiang)(xiang)的(de)(de)析出速率要比一(yi)般雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)(含(han)量0.15%N)顯著減(jian)緩,遠低于(yu)20mm鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)水淬的(de)(de)速率105℃/h,UR52N+鋼(gang)(gang)水淬鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)的(de)(de)極限厚度達(da)100mm。