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)體不銹鋼和奧氏體不(bu)銹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)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼是通過多種途徑(jing)得(de)(de)到強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)的。兩(liang)相(xiang)共存可(ke)以(yi)(yi)阻止晶(jing)粒長大,同(tong)尺寸鋼材(cai)的雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼晶(jing)粒只相(xiang)當于奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼晶(jing)粒的一(yi)半(ban),雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼在(zai)獲(huo)得(de)(de)細(xi)晶(jing)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)的同(tong)時,韌性(xing)也增(zeng)加,因(yin)此應(ying)控制(zhi)好熱加工(gong)工(gong)藝以(yi)(yi)獲(huo)得(de)(de)晶(jing)粒較細(xi)的原始組織(zhi)。鉻、鎳、鉬等(deng)元(yuan)素溶入兩(liang)相(xiang)中(zhong)可(ke)以(yi)(yi)固溶強(qiang)(qiang)化(hua)(hua),但(dan)在(zai)兩(liang)相(xiang)中(zhong)的強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)程度(du)不(bu)(bu)同(tong)。氮原子以間隙固溶方式主要集中(zhong)在奧氏(shi)體相中(zhong),其強化作用較置(zhi)換方式明顯。雙相不銹鋼還可以通(tong)過冷變形方式得(de)到強化。
雙相(xiang)不銹鋼具有(you)較(jiao)好的(de)(de)韌(ren)性主要(yao)是奧氏(shi)體(ti)相(xiang)的(de)(de)貢獻。奧氏(shi)體(ti)能抑制(zhi)鐵(tie)素(su)體(ti)相(xiang)中已產生的(de)(de)裂紋(wen)繼續擴展(zhan)。碳、氮等(deng)間(jian)隙元素(su)在奧氏(shi)體(ti)中的(de)(de)溶解度高,自高溫冷卻時不易析出(chu)碳氮化(hua)物,可以抑制(zhi)晶界脆化(hua)。奧氏(shi)體(ti)可以阻止高溫加熱時鐵(tie)素(su)體(ti)晶粒的(de)(de)長大。由于鐵(tie)素(su)體(ti)相(xiang)在雙相(xiang)不銹鋼中占有(you)50%~65%的(de)(de)比例,鐵(tie)素(su)體(ti)鋼所固有(you)的(de)(de)各種(zhong)脆化(hua)傾向(xiang)也(ye)都會在雙相(xiang)不銹鋼中反映出(chu)來。
鎳在雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼中(zhong)是主要控制相平衡的(de)元素(su),鎳含量過(guo)高將使鋼中(zhong)奧(ao)氏體含量超過(guo)50%,此時(shi)鐵素(su)體相中(zhong)更多(duo)地富集(ji)鉻、鉬等促(cu)進(jin)出現(xian)脆性的(de)。相轉變(bian)的(de)元素(su),降(jiang)低鋼的(de)韌性。而(er)鎳含量過(guo)低,又會(hui)導(dao)致(zhi)鐵素(su)體含量高,同樣使鋼的(de)韌性下降(jiang)。雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼中(zhong)的(de)鎳含量一般控制在4.5%~7.5%。
鉻(ge)(ge)在雙相不(bu)銹鋼(gang)中主要起耐(nai)蝕作用,隨鉻(ge)(ge)含量的(de)提(ti)高,鋼(gang)的(de)耐(nai)蝕性(xing)提(ti)高,但鉻(ge)(ge)含量的(de)提(ti)高能加(jia)速a、σ等脆(cui)性(xing)相的(de)析出,使鋼(gang)的(de)脆(cui)性(xing)增加(jia),韌脆(cui)轉變(bian)溫度明顯升高。在雙相不(bu)銹鋼(gang)中鉻(ge)(ge)含量一般(ban)控(kong)制在18%~28%。
鉬在(zai)雙相不銹鋼中促進a、σ、x等脆(cui)性相的(de)析(xi)出,并(bing)使析(xi)出溫度上(shang)移,加(jia)(jia)大鋼的(de)脆(cui)化傾向和缺口(kou)敏(min)感性。鉬的(de)加(jia)(jia)入(ru)量一般不超過(guo)4%。
鎢(wu)在雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)作用與鉬相(xiang)似。鎢(wu)與鉬相(xiang)比,能延緩脆(cui)(cui)性相(xiang)的(de)(de)析出(chu),降低鋼(gang)的(de)(de)脆(cui)(cui)化傾向(xiang),但鎢(wu)含(han)量(liang)達4%時,會因(yin)析出(chu)拉弗斯相(xiang)導(dao)致鋼(gang)的(de)(de)脆(cui)(cui)化。雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)中的(de)(de)鎢(wu)含(han)量(liang)不(bu)超過2%。