在雙相不銹鋼中,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(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)與(yu)通(tong)常(chang)的純鐵素(su)體(ti)鋼(gang)和純奧氏體(ti)鋼(gang)不同,在其加(jia)熱和冷卻(que)過(guo)程中(zhong),除(chu)了a、y兩(liang)相(xiang)含量(liang)的變(bian)化(hua)外,還(huan)會產生組(zu)織轉變(bian),出(chu)現二次奧氏體(ti)γ2。在常(chang)用(yong)的雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)中(zhong),隨著(zhu)成(cheng)分(fen)的變(bian)化(hua)還(huan)會出(chu)現碳(tan)化(hua)物、氮化(hua)物及一些金屬間(jian)化(hua)合物。
雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)性能,特別是耐(nai)應力腐蝕破裂的(de)(de)(de)性能,與其主(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)組成α相(xiang)(xiang)和r相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)平衡(heng)比例(li)有著密切(qie)的(de)(de)(de)關(guan)系,而平衡(heng)比例(li)取決于鋼的(de)(de)(de)成分(fen)和加(jia)熱溫(wen)度。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)平衡(heng)一(yi)般是根(gen)據(ju)Schaeffler圖(圖9.13)或以(yi)后的(de)(de)(de)一(yi)些(xie)(xie)改進的(de)(de)(de)組織圖確定的(de)(de)(de)。此外,還找出了一(yi)些(xie)(xie)以(yi)化學成分(fen)和固溶溫(wen)度為依據(ju)計算(suan)出奧氏體含量的(de)(de)(de)關(guan)系式。
a+γ雙(shuang)相不(bu)銹鋼(gang)中的組織轉(zhuan)變有兩個特點(dian);一(yi)是合金元(yuan)素在(zai)鐵素體(ti)中的擴散(san)速(su)率遠大于(yu)其在(zai)奧氏(shi)體(ti)中的擴散(san)速(su)率,如(ru)在(zai)700℃附近,鉻在(zai)鐵素體(ti)中的擴散(san)速(su)率比在(zai)奧(ao)氏體(ti)中(zhong)約大100倍。二是(shi)(shi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)在(zai)α、γ兩(liang)相(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)配(pei)(pei)也有(you)很大的(de)(de)(de)差異。α相(xiang)(xiang)中(zhong)富(fu)集了鐵(tie)素(su)(su)體(ti)形成(cheng)(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)(su),而(er)γ相(xiang)(xiang)中(zhong)富(fu)集了奧(ao)氏體(ti)形成(cheng)(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)(su),元(yuan)(yuan)素(su)(su)在(zai)兩(liang)相(xiang)(xiang)中(zhong)含(han)量的(de)(de)(de)比值稱(cheng)為(wei)分(fen)(fen)配(pei)(pei)系數(shu)。元(yuan)(yuan)素(su)(su)在(zai)兩(liang)相(xiang)(xiang)間的(de)(de)(de)分(fen)(fen)配(pei)(pei)系數(shu)示于(yu)(yu)圖9.78,該分(fen)(fen)配(pei)(pei)系數(shu)對在(zai)固溶狀態(tai)(1040~1090℃)的(de)(de)(de)大多數(shu)雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼是(shi)(shi)適用的(de)(de)(de)。但是(shi)(shi),分(fen)(fen)配(pei)(pei)系數(shu)不(bu)(bu)是(shi)(shi)恒(heng)定的(de)(de)(de),而(er)是(shi)(shi)隨加熱溫(wen)度的(de)(de)(de)變(bian)化而(er)改變(bian)。隨著(zhu)固溶溫(wen)度的(de)(de)(de)升高,元(yuan)(yuan)素(su)(su)在(zai)兩(liang)相(xiang)(xiang)間的(de)(de)(de)分(fen)(fen)配(pei)(pei)逐漸趨(qu)于(yu)(yu)均(jun)勻(yun),α相(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)鉻、鉬(mu)、硅含(han)量逐漸降低,鎳、銅(tong)含(han)量逐漸增高。高溫(wen)下兩(liang)相(xiang)(xiang)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)相(xiang)(xiang)近,說(shuo)明鋼的(de)(de)(de)焊接接頭近縫(feng)區具有(you)均(jun)勻(yun)一致的(de)(de)(de)力學性能和具有(you)較(jiao)好熱塑(su)性的(de)(de)(de)原因(yin)。與此同時(shi)(shi),也必然造成(cheng)(cheng)α相(xiang)(xiang)自身的(de)(de)(de)不(bu)(bu)穩定,在(zai)時(shi)(shi)效過程中(zhong)易于(yu)(yu)分(fen)(fen)解轉(zhuan)變(bian)。

由于上(shang)述(shu)原因(yin),組織轉變往往發生(sheng)在鐵素(su)體相中,在奧氏體相中則沒有多少變化(hua),而且在鐵素(su)體相中的析出反應要比純(chun)奧氏體鋼或純(chun)鐵素(su)體鋼快得多。

