加熱規范對316LN鑄態奧氏體不銹鋼組織和性能的影響
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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300系列奧氏體無錫不銹鋼具有很強的抗氧化和抗腐蝕性能，并在很高的溫度范圍內保持高硬度和高韌性，如此優良的材料多用于核電設備。316LN是核電主管道用無錫不銹鋼可選擇的鋼種。含N的316LN鋼在力學性能和耐晶間應力腐蝕性能方面基本可以滿足主管道選鋼要求。316LN熱加工困難，焊接難度大，所以一般在制造的過程中用整體鍛件來代替焊接件。鑄態316LN組織比較粗大，存在著嚴重的枝晶偏析和區域偏析現象，由于鐵素體和奧氏體在高溫下具有不同的力學、物理性能，大大降低了鋼錠開坯時的熱變形塑性。所以316LN鑄態奧氏體無錫不銹鋼在熱鍛前一般需要進行固溶處理，保證在熱鍛過程中組織的均勻性以及熱變形塑性。目前有關加熱規范對316LN鑄態奧氏體不銹鋼組織和性能的影響的研究還比較少。本文研究了316LN奧氏體不銹鋼在不同溫度和不同保溫時間下，鐵素體的含量和形貌的變化規律以及對力學的性能的影響，希望能對鑄態316LN奧氏體不銹鋼鍛前熱處理提供參考。
實驗材料為Φ105mm×500mm的316LN奧氏體無錫不銹鋼，其化學成分為（質量分數，%）：≤0.02C，≤2.00Mn，≤0.7Si，≤0.025P，≤0.005S，16~18Cr，11~14Ni，2~3Mo，≤0.10Cu，0.10~0.16N，余量Fe。在鋸床上切成厚12mm的薄片，隨后在慢走絲電火花切割機上由外到內分層取樣。根據鑄態棒材取樣標準，僅取邊界到中心1/2處試樣作為試樣。采用KBF1400箱式電阻爐，在不同溫度(900、950、1000、1050、1100、1150、1200和1250℃)保溫不同時間(1、2、3、4、5、6和7h)后快速水冷。
鑄態316LN奧氏體無錫不銹鋼組織存在嚴重的區域偏析和枝晶偏析。316LN奧氏體無錫不銹鋼隨固溶溫度的升高和保溫時間的延長，組織中鐵素體含量逐漸減少，形貌由原來的骨骼狀逐漸向比較光滑的圓點狀演變。316LN奧氏體無錫不銹鋼隨固溶溫度的升高和保溫時間的延長，組織均勻化程度提高，顯微硬度數值比較集中。表層出現脫碳現象，硬度有下降的趨勢。