雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼中形(xing)成的金屬間化合物主(zhu)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)都是(shi)脆性相(xiang),對(dui)鋼的力學性能(neng)和(he)耐腐蝕性能(neng)都有不(bu)利影響(xiang),應(ying)盡量避免它們的析出。
σ相是雙相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)(ge)含(han)量超過15%時,會出現475℃脆性,其原因在(zai)于富鉻(ge)(ge)的(de)a相(xiang)的(de)析出。在(zai)雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)中也(ye)同樣存(cun)在(zai)這一(yi)現象,但它僅發生在(zai)a相(xiang)內(nei),而α相(xiang)是通過調幅分(fen)解產(chan)生的(de),其中的(de)鉻(ge)(ge)含(han)量可在(zai)61%~83%范圍內(nei)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(shi)在00Cr18Ni5Mo3Si2鋼中發現的,是(shi)一(yi)種片(pian)狀(zhuang)的金(jin)屬間(jian)化合物。00Cr18Ni5Mo3Si2鋼經980℃固溶(rong)處理后(hou),該相(xiang)(xiang)的析(xi)出(chu)(chu)溫度范圍為(wei)450~750℃,往(wang)往(wang)在a/γ相(xiang)(xiang)界及α/α晶(jing)界、亞晶(jing)界上析(xi)出(chu)(chu),有時也會(hui)(hui)以(yi)細(xi)針狀(zhuang)向晶(jing)內衍生,并常與鐵素體(ti)晶(jing)內析(xi)出(chu)(chu)的該相(xiang)(xiang)共存,600℃為(wei)其析(xi)出(chu)(chu)峰。該相(xiang)(xiang)不易長大,其析(xi)出(chu)(chu)會(hui)(hui)引起(qi)鋼的脆性(xing)。
π相(xiang)(xiang)(xiang)是一種氮化物,首先在22Cr-8Ni-3Mo雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)焊縫(feng)金屬中(zhong)發現(xian),600℃時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)在α相(xiang)(xiang)(xiang)晶內析(xi)出(chu)π相(xiang)(xiang)(xiang),同時(shi)(shi)還析(xi)出(chu)R相(xiang)(xiang)(xiang)。π相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)分子式為Fe7Mo13N4,并與α相(xiang)(xiang)(xiang)保(bao)持一定的(de)(de)(de)位向關系。π相(xiang)(xiang)(xiang)和(he)(he)R相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)出(chu)引(yin)起鋼的(de)(de)(de)脆性,富鉬(mu)的(de)(de)(de)π相(xiang)(xiang)(xiang)和(he)(he)R相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)出(chu)還導致其鄰近(jin)的(de)(de)(de)α相(xiang)(xiang)(xiang)貧(pin)鉬(mu),降低其耐點蝕的(de)(de)(de)性能。

雙相(xiang)不銹(xiu)鋼中的組織轉變(bian)主要(yao)發生在(zai)鐵素體相(xiang)中,其轉變(bian)動力學可用(yong)TTT曲(qu)線或CCT、CCP曲(qu)線(連(lian)續(xu)冷卻(que)析出(chu)曲(qu)線)來闡明這一過程。圖9.79為(wei)(wei)022Cr21-Ni7Mo2.5Cu1.5鋼(法國Uranus 50)的TTT曲(qu)線。圖9.80為(wei)(wei)022Cr25Ni7Mo4-WCuN(英(ying)國Zeron 100)和022Cr25Ni6.5Mo3.5CuN(法國UR52N+)兩種超(chao)級雙相(xiang)鋼的CCT曲(qu)線。可以(yi)看出(chu),較高氮含(han)量(約0.3%N)的超(chao)級不銹(xiu)鋼。等相(xiang)的析出(chu)速率要(yao)比一般雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(含(han)量0.15%N)顯著減緩,遠低于20mm鋼板水淬的速率105℃/h,UR52N+鋼水淬鋼板的極限(xian)厚度達(da)100mm。


