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(su)體不銹(xiu)鋼和奧氏(shi)體不銹鋼(gang)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(shuang)相不銹鋼(gang)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)(bu)銹鋼(gang)是通過多種(zhong)途徑(jing)得到強化(hua)(hua)的。兩相(xiang)(xiang)共存可(ke)以(yi)阻止晶粒長大,同(tong)尺寸鋼(gang)材的雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)晶粒只相(xiang)(xiang)當于奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)晶粒的一半,雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)在獲得細(xi)晶強化(hua)(hua)的同(tong)時,韌性也增加,因此應控制好熱(re)加工工藝以(yi)獲得晶粒較細(xi)的原始組織。鉻、鎳、鉬(mu)等元素溶入(ru)兩相(xiang)(xiang)中可(ke)以(yi)固溶強化(hua)(hua),但在兩相(xiang)(xiang)中的強化(hua)(hua)程度不(bu)(bu)同(tong)。氮原(yuan)子(zi)以(yi)間隙固溶方(fang)式主(zhu)要(yao)集中在奧氏體相中,其強化作用(yong)較置(zhi)換方(fang)式明(ming)顯。雙相不(bu)銹鋼還可以(yi)通過(guo)冷變形(xing)方(fang)式得(de)到(dao)強化。
雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)具有較好的韌性主(zhu)要是奧氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)的貢獻。奧氏(shi)體(ti)(ti)能(neng)抑(yi)制鐵素體(ti)(ti)相(xiang)中(zhong)已產生的裂(lie)紋繼續(xu)擴展(zhan)。碳、氮(dan)等間隙(xi)元素在奧氏(shi)體(ti)(ti)中(zhong)的溶解度高(gao)(gao),自(zi)高(gao)(gao)溫冷(leng)卻時不易析出(chu)(chu)碳氮(dan)化(hua)物,可(ke)以(yi)抑(yi)制晶(jing)界脆化(hua)。奧氏(shi)體(ti)(ti)可(ke)以(yi)阻止高(gao)(gao)溫加熱時鐵素體(ti)(ti)晶(jing)粒(li)的長大。由于(yu)鐵素體(ti)(ti)相(xiang)在雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)占有50%~65%的比(bi)例,鐵素體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)所固有的各種(zhong)脆化(hua)傾向(xiang)也都(dou)會在雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)反映(ying)出(chu)(chu)來。
鎳在(zai)雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)是(shi)主要控制相(xiang)(xiang)平衡的(de)元素(su)(su),鎳含量(liang)過高(gao)將(jiang)使鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)奧氏體含量(liang)超過50%,此時鐵(tie)素(su)(su)體相(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)更多(duo)地富(fu)集鉻、鉬等促進出(chu)現脆性的(de)。相(xiang)(xiang)轉(zhuan)變的(de)元素(su)(su),降低鋼(gang)(gang)的(de)韌(ren)性。而(er)鎳含量(liang)過低,又會導致鐵(tie)素(su)(su)體含量(liang)高(gao),同樣使鋼(gang)(gang)的(de)韌(ren)性下降。雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)鎳含量(liang)一般控制在(zai)4.5%~7.5%。
鉻在雙相(xiang)不銹(xiu)鋼中主要起耐蝕作(zuo)用(yong),隨(sui)鉻含量的(de)提(ti)高(gao),鋼的(de)耐蝕性提(ti)高(gao),但鉻含量的(de)提(ti)高(gao)能加速a、σ等脆(cui)性相(xiang)的(de)析出(chu),使鋼的(de)脆(cui)性增加,韌脆(cui)轉變溫度(du)明顯升高(gao)。在雙相(xiang)不銹(xiu)鋼中鉻含量一般控制在18%~28%。
鉬(mu)在雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)中促進a、σ、x等脆性相(xiang)(xiang)的析出,并使析出溫度上(shang)移,加(jia)大鋼(gang)的脆化傾向和缺口敏感性。鉬(mu)的加(jia)入(ru)量一(yi)般不超過4%。
鎢(wu)在(zai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)作用與鉬(mu)相(xiang)(xiang)似。鎢(wu)與鉬(mu)相(xiang)(xiang)比,能延(yan)緩脆性(xing)相(xiang)(xiang)的(de)析(xi)出,降低鋼(gang)的(de)脆化(hua)傾(qing)向,但鎢(wu)含量達4%時,會因(yin)析(xi)出拉弗斯相(xiang)(xiang)導(dao)致鋼(gang)的(de)脆化(hua)。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中的(de)鎢(wu)含量不(bu)(bu)超過2%。