雙相不銹鋼是由一定比例的鐵素體相和奧氏體相組成的,因此兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼的力學性能的特征:既有比較高的強度,又有良好的韌性。表9.42為三種雙相(xiang)不銹(xiu)鋼力學性能和高鉻鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼力學性能對比。
雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是通過多種途徑得到強(qiang)化(hua)的(de)。兩相(xiang)(xiang)共存可以(yi)(yi)阻止晶(jing)粒長(chang)大,同尺(chi)寸鋼(gang)(gang)材的(de)雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)晶(jing)粒只(zhi)相(xiang)(xiang)當于奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)晶(jing)粒的(de)一半(ban),雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在獲(huo)得細晶(jing)強(qiang)化(hua)的(de)同時,韌性也增加,因此(ci)應控制好熱(re)加工(gong)工(gong)藝以(yi)(yi)獲(huo)得晶(jing)粒較細的(de)原始組(zu)織。鉻、鎳、鉬(mu)等元素溶(rong)入兩相(xiang)(xiang)中可以(yi)(yi)固溶(rong)強(qiang)化(hua),但在兩相(xiang)(xiang)中的(de)強(qiang)化(hua)程度(du)不(bu)同。氮原子以間隙固溶(rong)方(fang)式(shi)主要集中在奧氏體(ti)相中,其強(qiang)化作用較(jiao)置(zhi)換方(fang)式(shi)明顯。雙相不銹鋼還可以通過冷變形方(fang)式(shi)得到強(qiang)化。
雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼具有(you)較好的(de)韌(ren)性(xing)主要是(shi)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)的(de)貢獻。奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)能抑制(zhi)鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)中已產(chan)生的(de)裂(lie)紋繼(ji)續擴(kuo)展。碳(tan)(tan)、氮(dan)等間隙元素在(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)中的(de)溶解度高,自高溫冷卻時(shi)不(bu)易析出碳(tan)(tan)氮(dan)化(hua)物,可以抑制(zhi)晶界脆化(hua)。奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)可以阻止高溫加熱時(shi)鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)晶粒的(de)長(chang)大。由于鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)在(zai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼中占有(you)50%~65%的(de)比例(li),鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)鋼所(suo)固有(you)的(de)各(ge)種脆化(hua)傾向也都(dou)會在(zai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼中反映出來。
鎳在雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)中(zhong)是主要控(kong)制(zhi)相(xiang)平衡的元素(su),鎳含量(liang)過高將使鋼(gang)(gang)中(zhong)奧氏體含量(liang)超過50%,此時(shi)鐵素(su)體相(xiang)中(zhong)更多地富集鉻、鉬等促進出現脆性(xing)(xing)的。相(xiang)轉變(bian)的元素(su),降低鋼(gang)(gang)的韌性(xing)(xing)。而鎳含量(liang)過低,又會導致鐵素(su)體含量(liang)高,同樣使鋼(gang)(gang)的韌性(xing)(xing)下降。雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)中(zhong)的鎳含量(liang)一般控(kong)制(zhi)在4.5%~7.5%。
鉻(ge)在雙相不銹鋼中主要起耐(nai)蝕作用,隨鉻(ge)含量的提高(gao)(gao),鋼的耐(nai)蝕性提高(gao)(gao),但鉻(ge)含量的提高(gao)(gao)能加(jia)速a、σ等脆性相的析出,使鋼的脆性增(zeng)加(jia),韌(ren)脆轉變(bian)溫度明顯升高(gao)(gao)。在雙相不銹鋼中鉻(ge)含量一般(ban)控制(zhi)在18%~28%。
鉬在(zai)雙相不銹(xiu)鋼中促進a、σ、x等脆性相的析出(chu),并(bing)使析出(chu)溫度上移,加大鋼的脆化傾向和缺口敏(min)感性。鉬的加入量一般不超過4%。
鎢(wu)在雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)作用與(yu)鉬相(xiang)(xiang)似(si)。鎢(wu)與(yu)鉬相(xiang)(xiang)比,能延緩脆(cui)性相(xiang)(xiang)的(de)析出(chu),降低鋼(gang)(gang)的(de)脆(cui)化傾向,但鎢(wu)含量達4%時(shi),會因析出(chu)拉弗斯相(xiang)(xiang)導(dao)致鋼(gang)(gang)的(de)脆(cui)化。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中的(de)鎢(wu)含量不超過2%。