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低鎳含氮奧氏體不銹鋼的熱塑性及微觀組織變化

時(shí)間:2019-06-13    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:0

近年來針對氮元素取代奧氏體無錫不銹鋼中的鎳元素進(jìn)行了一系列研究。研究表明,氮元素改善了奧氏體不銹鋼抗點(diǎn)蝕和抗應(yīng)力裂紋腐蝕的能力,并且增強(qiáng)了奧氏體的穩(wěn)定性,因此可用含氮奧氏體不銹鋼來替代價(jià)格昂貴的鎳系奧氏體無錫不銹鋼。

      相對于300系奧氏體不銹鋼,含氮奧氏體不銹鋼也有一些缺點(diǎn):其在熱加工過程中易出現(xiàn)σ相及鉻的氮碳化物相,降低了鋼的斷裂韌性和耐腐蝕性,同時(shí)造成熱加工過程中鋼產(chǎn)生裂紋的敏感性增大。因此發(fā)展含氮奧氏體不銹鋼的一個(gè)重要問題就是如何降低其在熱加工過程中產(chǎn)生裂紋的敏感性。鑒于此,本工作研究了一種含氮低鎳奧氏體不銹鋼1Cr15Mn12NiN鋼的熱變形行為,以為此類鋼的生產(chǎn)提供必要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)鋼采用某公司生產(chǎn)的1Cr15Mn12NiN奧氏體不銹鋼,其具體化學(xué)成分如表1所示。
表1  實(shí)驗(yàn)鋼1Cr15Mn12NiN化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)
C
Cr
Mn
Ni
N
Si
P
S
Fe
0.10~0.15
15.00~16.00
12.00~13.00
1.00~2.00
0.20~0.30
<0.75
<0.010
<0.045
余量
 
金相分析試樣取自熱軋態(tài)盤條和敏化處理后盤條,腐蝕液采用高氯化鐵鹽酸水溶液,試樣拋光后經(jīng)腐蝕液浸蝕30s后進(jìn)行金相組織觀察。
熱塑性分析試樣取自連鑄坯表層,切割并加工成兩端帶有螺紋的高溫?zé)崴苄栽嚇?,試樣?0℃/s的速度加熱到1200℃進(jìn)行保溫,時(shí)間為5min。隨后試樣以3℃/s的速度降溫或升溫到600~1250℃內(nèi)不同溫度下保溫3min,最后以0.01s-1的應(yīng)變速率加載拉伸,研究不同溫度下的力學(xué)性能。結(jié)果表明:
(1)Cr2N相的析出對實(shí)驗(yàn)鋼熱塑性影響較大,1000℃以上溫度使粒子重新固溶到基體中。
(2)實(shí)驗(yàn)鋼在650~1000℃熱塑性較差,這是由于第二相粒子的析出損害了鋼的塑性。1000℃以上溫度實(shí)驗(yàn)鋼發(fā)生再結(jié)晶,第二相粒子也發(fā)生溶解,試樣塑性明顯提高。
    (3)實(shí)驗(yàn)鋼加熱溫度不應(yīng)超過1200℃,此溫度下晶界開始熔化,并且容易出現(xiàn)高溫鐵素體相。