化學成分對ASTMA890雙相不銹鋼組織的影響

雙相不銹鋼由于其組織構(gòu)成為鐵素體(α相)和奧氏體(γ相)兩相，因而兼?zhèn)淞髓F素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點，擁有良好的力學性能和耐腐蝕性能，在石油、化工、軍工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。雙相不銹鋼中兩相組成和相比例與其化學成分有關(guān)。鉻和鉬是鐵素體形成元素，增加鉻和鉬的含量將使鐵素體體積分數(shù)增加;鎳是奧氏體形成元素，鎳含量的增加將使雙相不銹鋼中奧氏體含量增加，鐵素體含量減少。雙相不銹鋼中兩相比例的變化將導致其力學性能與腐蝕抗力的變化，只有當α、γ兩相接近1:1時，才能獲得最佳的綜合性能。所以找出成分與組織之間的變化規(guī)律是得到高性能不銹鋼的必要條件。

　　哈爾濱工程大學的研究人員對ASTMA890雙相不銹鋼進行了研究，雙相不銹鋼試樣采用真空爐精煉，分別澆注成梅花試樣。試樣經(jīng)過相同的熱處理工藝：1100℃×1h→水冷。金相組織觀察和照片制取采用OLYMPUS-311-U數(shù)碼顯微照相金相顯微鏡。由于試樣是雙相不銹鋼，有較強耐腐蝕性，因此需要選用配制具有強腐蝕性的腐蝕劑：1g苦味酸+10ml鹽酸+100ml酒精，腐蝕3min左右，腐蝕完后用酒精沖洗干凈。

　　研究發(fā)現(xiàn)：隨著Cr元素含量的增加，奧氏體相的含量逐漸減少;當Cr元素的質(zhì)量分數(shù)達到27%時，奧氏體含量減少很多。這是因為Cr元素是鐵素體形成元素，增加Cr元素的量，能提高鐵素體的形成能力。所以控制Ni元素的量不變時，增加Cr元素的量，鐵素體的量將增加，奧氏體的量則將相應(yīng)地減少。

　　顯微金相結(jié)果還顯示：奧氏體相的含量隨著Ni元素含量的增加而增加，當Ni元素的含量達到6.92%時，奧氏體含量增加很多。這是因為Ni元素是奧氏體相形成元素，增加Ni元素的含量，能提高奧氏體相的形成能力，阻礙奧氏體向鐵素體的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變速度，增大了鐵素體的形核功。所以控制Cr元素的含量不變時，增加Ni元素的含量，奧氏體含量將增加，鐵素體含量則將相應(yīng)地減少。

　　利用金相顯微鏡對試樣進行組織觀察，結(jié)合體視學定量金相，利用最小二乘法對所測得的數(shù)據(jù)進行擬合，建立雙相不銹鋼的組織及相比例與化學成分之間的直接聯(lián)系。從數(shù)據(jù)的擬合和推算得到了成分與組織的線性關(guān)系解析式，該解析式表述簡單，極易掌握，可以指導在配制爐料和熔煉過程中化學成分的調(diào)整，保證在規(guī)定的熱處理條件下能夠獲得雙相不銹鋼的最佳組織狀態(tài)。