雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)形成的金屬間化合物(wu)主要有σ相(xiang)、x相(xiang)、a相(xiang)、R相(xiang)、Fe3Cr3Mo2Si2相(xiang)和(he)π相(xiang)等,這些相(xiang)都(dou)是脆性(xing)(xing)相(xiang),對(dui)鋼(gang)的力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)和(he)耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)能(neng)都(dou)有不利(li)影響(xiang),應盡量避免它們的析出。
σ相是雙相(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(zai)9.4.1節中述及Fe-Cr合金在(zai)鉻(ge)含(han)量超過15%時,會出現(xian)475℃脆性,其(qi)原因在(zai)于(yu)富鉻(ge)的a相的析出。在(zai)雙相不銹鋼中也同樣存在(zai)這一(yi)現(xian)象,但它僅(jin)發生在(zai)a相內,而α相是通過調幅分解產生的,其(qi)中的鉻(ge)含(han)量可(ke)在(zai)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)(xiang)是在00Cr18Ni5Mo3Si2鋼中(zhong)發(fa)現的,是一種片狀(zhuang)的金屬間化合物。00Cr18Ni5Mo3Si2鋼經980℃固(gu)溶處(chu)理后,該相(xiang)(xiang)的析出(chu)溫度范圍為450~750℃,往(wang)(wang)往(wang)(wang)在a/γ相(xiang)(xiang)界及α/α晶(jing)界、亞晶(jing)界上析出(chu),有時也會(hui)以細針(zhen)狀(zhuang)向晶(jing)內(nei)衍生,并常與鐵(tie)素體晶(jing)內(nei)析出(chu)的該相(xiang)(xiang)共存,600℃為其(qi)析出(chu)峰。該相(xiang)(xiang)不易長大,其(qi)析出(chu)會(hui)引起鋼的脆性。
π相(xiang)(xiang)(xiang)是一(yi)種(zhong)氮化物,首(shou)先(xian)在(zai)22Cr-8Ni-3Mo雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼的(de)(de)焊縫(feng)金(jin)屬中發現,600℃時效時在(zai)α相(xiang)(xiang)(xiang)晶內析出(chu)(chu)π相(xiang)(xiang)(xiang),同(tong)時還析出(chu)(chu)R相(xiang)(xiang)(xiang)。π相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)分子式為Fe7Mo13N4,并(bing)與α相(xiang)(xiang)(xiang)保持(chi)一(yi)定的(de)(de)位(wei)向關系。π相(xiang)(xiang)(xiang)和R相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)析出(chu)(chu)引起(qi)鋼的(de)(de)脆性,富鉬的(de)(de)π相(xiang)(xiang)(xiang)和R相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)析出(chu)(chu)還導致其(qi)(qi)鄰近的(de)(de)α相(xiang)(xiang)(xiang)貧鉬,降低其(qi)(qi)耐點蝕的(de)(de)性能。

雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)組織轉(zhuan)變主要發生在鐵素(su)體(ti)相(xiang)中(zhong),其(qi)轉(zhuan)變動(dong)力(li)學可用TTT曲線(xian)(xian)或CCT、CCP曲線(xian)(xian)(連續冷卻析出(chu)曲線(xian)(xian))來闡明這一過程。圖(tu)9.79為022Cr21-Ni7Mo2.5Cu1.5鋼(gang)(gang)(法國(guo)Uranus 50)的(de)(de)TTT曲線(xian)(xian)。圖(tu)9.80為022Cr25Ni7Mo4-WCuN(英(ying)國(guo)Zeron 100)和022Cr25Ni6.5Mo3.5CuN(法國(guo)UR52N+)兩種超級雙相(xiang)鋼(gang)(gang)的(de)(de)CCT曲線(xian)(xian)。可以看(kan)出(chu),較高氮含量(約0.3%N)的(de)(de)超級不(bu)銹鋼(gang)(gang)。等(deng)相(xiang)的(de)(de)析出(chu)速率(lv)要比(bi)一般雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(含量0.15%N)顯著減緩,遠低(di)于20mm鋼(gang)(gang)板水(shui)(shui)淬(cui)(cui)的(de)(de)速率(lv)105℃/h,UR52N+鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)淬(cui)(cui)鋼(gang)(gang)板的(de)(de)極限厚度達100mm。


