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(bu)銹(xiu)鋼與通常的純(chun)鐵(tie)素體鋼和純(chun)奧(ao)氏體鋼不(bu)同,在其加(jia)熱(re)和冷卻過程中(zhong),除(chu)了(le)a、y兩相(xiang)含量的變(bian)化(hua)(hua)(hua)外,還(huan)會(hui)產生組織轉變(bian),出(chu)現(xian)二次(ci)奧(ao)氏體γ2。在常用的雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼中(zhong),隨著成分的變(bian)化(hua)(hua)(hua)還(huan)會(hui)出(chu)現(xian)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)物及一些金(jin)屬間化(hua)(hua)(hua)合物。
雙相(xiang)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)性能,特(te)別是耐應力腐蝕(shi)破裂的(de)(de)(de)(de)性能,與其主要的(de)(de)(de)(de)相(xiang)組成(cheng)α相(xiang)和r相(xiang)的(de)(de)(de)(de)平衡(heng)(heng)比例(li)有著密切的(de)(de)(de)(de)關(guan)(guan)系,而(er)平衡(heng)(heng)比例(li)取決于(yu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)分和加熱溫度。雙相(xiang)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)平衡(heng)(heng)一(yi)般是根據Schaeffler圖(tu)(圖(tu)9.13)或以后的(de)(de)(de)(de)一(yi)些(xie)改(gai)進的(de)(de)(de)(de)組織圖(tu)確(que)定的(de)(de)(de)(de)。此外(wai),還找出(chu)了一(yi)些(xie)以化學成(cheng)分和固(gu)溶溫度為(wei)依據計(ji)算出(chu)奧氏體含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)關(guan)(guan)系式。
a+γ雙相不銹鋼中的組織轉變有兩(liang)個(ge)特點;一是合金元(yuan)素在鐵素體(ti)中的擴(kuo)(kuo)散速(su)(su)率遠(yuan)大于其在奧氏體(ti)中的擴(kuo)(kuo)散速(su)(su)率,如在700℃附近,鉻在鐵素體(ti)中的擴(kuo)(kuo)散速(su)(su)率(lv)比(bi)在(zai)奧(ao)(ao)氏體中(zhong)約大(da)(da)100倍。二是元素(su)在(zai)α、γ兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)配也有(you)(you)很大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)差異。α相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)富集(ji)了鐵素(su)體形成元素(su),而γ相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)富集(ji)了奧(ao)(ao)氏體形成元素(su),元素(su)在(zai)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)含量(liang)的(de)(de)(de)(de)比(bi)值稱(cheng)為分(fen)(fen)配系數。元素(su)在(zai)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)間的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)配系數示于(yu)圖9.78,該分(fen)(fen)配系數對在(zai)固(gu)溶狀態(1040~1090℃)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)多數雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼是適用(yong)的(de)(de)(de)(de)。但是,分(fen)(fen)配系數不是恒定的(de)(de)(de)(de),而是隨加熱(re)(re)溫度的(de)(de)(de)(de)變化而改變。隨著固(gu)溶溫度的(de)(de)(de)(de)升高(gao),元素(su)在(zai)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)間的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)配逐漸(jian)趨于(yu)均勻,α相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鉻、鉬、硅含量(liang)逐漸(jian)降低,鎳、銅(tong)含量(liang)逐漸(jian)增高(gao)。高(gao)溫下兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)成分(fen)(fen)相(xiang)(xiang)(xiang)近,說(shuo)明鋼的(de)(de)(de)(de)焊(han)接接頭近縫(feng)區具有(you)(you)均勻一致的(de)(de)(de)(de)力(li)學性能和具有(you)(you)較(jiao)好(hao)熱(re)(re)塑性的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因。與(yu)此同時,也必然造(zao)成α相(xiang)(xiang)(xiang)自(zi)身的(de)(de)(de)(de)不穩定,在(zai)時效過程中(zhong)易(yi)于(yu)分(fen)(fen)解轉變。

由于上述原因,組(zu)織轉變往往發生在(zai)(zai)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)相(xiang)中,在(zai)(zai)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)中則沒(mei)有多(duo)少變化,而且在(zai)(zai)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)相(xiang)中的析出反(fan)應要比純奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)鋼或純鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)鋼快(kuai)得多(duo)。

