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          公司動態

          雙相不銹鋼管的金相組織和耐腐蝕性能與制造過程中的熱處理方法有什么關系?


          奧氏體不銹鋼管具有許多良好的物理性能,應用廣泛,但危害最大的是容易發生局部腐蝕。而且,隨著合金元素鎳庫存減少,價格飛漲,因此如何減少鎳消耗成為冶金師和鑄造工人最重要的考慮。鐵素體不銹鋼管在一定程度上彌補了奧氏體不銹鋼管的缺點,但鐵素體不銹鋼管塑性韌性低,加工性和焊接性差。正因如此,新型不銹鋼管的研究成為重點。為開發綜合性能鐵素體奧氏體雙相不銹鋼管,這種雙相鋼具有良好的抗應力腐蝕、點腐蝕和晶間腐蝕等一系列優點,彌補了奧氏體局部耐腐蝕性差的不足。鋼. 并且這種鋼的屈曲強度高。約為奧氏體不銹鋼管的兩倍,塑性和韌性均優于鐵素體鋼,鑄造性能和焊接性能良好。目前,雙相不銹鋼管在國際上被公認為具有發展前景的鋼種,但對該類鋼,尤其是鑄造雙相不銹鋼管的詳細研究報道較少。經過適當的熱處理,我們開發的低鎳雙相不銹鋼管比含鉬和銅的高鎳鉻不銹鋼管具有更好的耐腐蝕性和更低的成本。

          1 鋼鐵冶煉及熱處理

          1.1 鋼鐵冶煉

          所有試驗鋼均在中頻感應爐中無氧化冶煉。熔煉過程分兩個階段進行。第一步是通過氧化冶煉工業純鐵,利用電弧保護減少碳和磷。第二階段試驗鋼在中頻感應爐中冶煉。使用的金屬保護材料有工業純鐵、微碳鉻鐵、電解鎳、電解銅、鉬鐵等。鋁粉和硅鐵粉用作脫氧劑。

          1.2 鋼材的熱處理

          為研究各種熱處理工藝對鋼的組織和耐蝕性的影響,并為試驗鋼尋找最佳熱處理規范,對低鎳鑄造雙相不銹鋼管進行了以下熱處理: 950 X2h 水冷卻,1050 X2h 水冷,1150 10冷卻X2h 1040 X0.5h 水冷。 K合金(Cr24Ni20Mo2Cu3鋼)是性能較好的對比試驗材料,熱處理工藝采用1000X。 2小時水淬固溶處理。

          此外,為了研究敏化處理對試驗鋼耐晶間腐蝕性能的影響,對低鎳鑄件雙相不銹鋼管和K合金進行了550空冷X2h和650空冷敏化處理。每X2h,全部在箱式電爐中進行。

          2 試驗鋼的金相組織

          我們結合使用金相顯微鏡、X 射線衍射和電子探針來研究各種熱處理條件下低鎳鑄造雙相不銹鋼柱的類型、形態和結構。金相組織見圖1。 -線衍射結果見圖2,電子探針的定量分析結果見表2。

          在圖2中,低鎳鑄造雙相不銹鋼管的X射線衍射譜只有和兩個峰,與金相照片觀察結果一致。圖1 (a) 試驗鋼具有比較明顯的枝晶形貌,鑄件組織清晰,試驗鋼在950進行固溶處理,由于加熱溫度低,奧氏體變化不大,殘留處于枝晶狀態。這主要是由于相分布不均勻,當固溶溫度升至1050時,相分散且分布更均勻。隨著溶液溫度繼續上升到1150C,相形貌和分布與1050C 時的相形貌和分布沒有顯著差異。在1,150 C 進行固溶處理后,將溫度保持在1040 C 一段時間。一方面,目的是防止結構復雜、壁厚不均勻的鑄件(如葉輪)淬火。和開裂;另一方面,進一步使相均質化。

          用電子探針對各相合金元素進行定量分析表明,Ni、Cu、Mn富含相,Mo和Cr富含相。

          3 試驗鋼的均勻腐蝕性能

          試驗鋼的腐蝕試驗數據見表3。列出的數據是3 個樣品的平均值。耐腐蝕性等級根據五級標準進行評級。

          從表3可以看出,雙相鋼(at 40%, 60)的均勻耐蝕性遠高于耐酸性好的通用K合金,且腐蝕速率高.還表明,適當的熱處理具有提高耐腐蝕性的效果。 1050固溶處理的均勻腐蝕速率最低,1150固溶處理的耐蝕性主要是由于適量的Y相和均勻的分散分布。

          4 試驗鋼的晶間腐蝕

          本試驗采用GB 1223-75 《不銹鋼管晶間腐蝕試驗方法》的“T”法。將敏化后的試樣置于溶液中加熱煮沸24小時,然后將試樣洗滌、干燥、稱重,計算晶間腐蝕速率。

          試驗鋼未發生明顯的晶間腐蝕,相僅出現一些腐蝕坑。在不同熱處理條件下,試驗鋼的晶間腐蝕速率差別不大,K合金的晶間腐蝕遠低于低鎳兩相鋼。在晶間腐蝕數據中,表4中的比例幾乎相差2度,但在金相顯微鏡下觀察,只有少數腐蝕槽和孔洞,無法形成所有晶粒,因此K合金也有有一定的抗晶間腐蝕性能,雙相鋼是結晶性的肝腐蝕性能較好,特別是1050固溶處理后,鋼的敏化試樣相容,體積小且分散均勻,1150后1150耐蝕性好,適量奧氏體(雙相鋼)),這對提高抗晶間腐蝕性能非常有利。由于鐵素體基體中存在適量的奧氏體,可以增加晶界和相界面積,從而減少單位面積的碳化物析出量。此外,含有少量奧氏體可以減少鐵素體。大塊晶界形成連續的晶界沉淀物。從腐蝕的角度來看,主要影響因素是基體中奧氏體的均勻分布。因此,鑄造雙相不銹鋼管避免了兩級分布均勻的晶間碳化物。雙相鋼具有優異的耐晶間腐蝕性能的主要原因是連續網絡。 K合金是一種全奧氏體不銹鋼管。敏化處理后,在奧氏體晶界處可能會析出連續的碳化物,高Ni含量對奧氏體固溶碳不利,碳化物也容易析出。另外,由于Cr在奧氏體中的擴散比在鐵素體中慢,容易在奧氏體中形成缺Cr區,因此其抗晶間腐蝕能力比雙相鋼差。

          5 試驗鋼的腐蝕性能公式

          由于試驗鋼為鑄造雙相不銹鋼管,合金元素在相和相中的分布有很大差異,電子探針定量分析表明相中富含Cr和Mo。由于Cr和Mo都是有效的點蝕元素,在鐵素體和奧氏體結合的兩相混合組織中,鐵素體對奧氏體有電化學保護作用,固溶處理溫度低,而且分布不均勻相由于晶界吸附的不均勻性和組織的不均勻性,蝕變傾向增大。 K合金無明顯的選擇性腐蝕,但點蝕元素Mo含量低于雙相鋼,因此抗點蝕性能不如雙相鋼,但仍具有較高的抗點蝕性能???。

          六,結論

          (1)含相和2相的鑄造不銹鋼管隨著固溶熱處理溫度的升高和保溫時間的延長,趨于分散和均勻分布。

          (2)適宜的熱處理工藝為1 0502小時水冷固溶處理,其中雙相鋼相充足(約30%)且分布均勻,使鋼具有更均勻的耐蝕性和耐晶間腐蝕、腐蝕和點蝕性能;

          (3)雙相鋼比K合金具有更好的耐均勻腐蝕性、耐晶間腐蝕性和耐點蝕性。而且成本很低。因此,低鎳鑄造雙相不銹鋼管是一種很有前途的鋼材。


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