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熱處理對不同氮含量316L不銹鋼組織及力學(xué)性能的影響

時間:2019-06-13    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:0

316L不銹鋼為00Cr17Ni14Mo2超低碳鋼,比0Cr17Ni14Mo2韌性和耐酸性好,具有好的耐晶間腐蝕性,有良好的綜合性能和工藝性能,是目前應(yīng)用較為廣泛的奧氏體不銹鋼。但此鋼在450~850℃停留在氯化物中易引起晶間腐蝕,所以應(yīng)進(jìn)行固溶處理以保證其耐腐蝕性能。加入氮會提高316L奧氏體不銹鋼中奧氏體相穩(wěn)定度,減少其在高溫下σ鐵素體的形成;經(jīng)過固溶強(qiáng)化來提高強(qiáng)度,但會使層錯能降低,產(chǎn)生α馬氏體,降低韌性。為此,科研人員將不同氮含量316L不銹鋼在不同固溶溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,通過分析其在不同固溶溫度下的組織、力學(xué)性能及沖擊斷口,探究固溶溫度的變化所產(chǎn)生的影響,為改善316L的應(yīng)用和生產(chǎn)提供有力的依據(jù)。

實(shí)驗(yàn)用鋼為真空感應(yīng)熔煉,其主要化學(xué)成分見表1。試樣經(jīng)鍛造及熱軋被制成寬110mm、厚12mm的板材。
表1  不同氮含量316L不銹鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)%)
 
C
Si
Mn
Cr
Ni
Mo
N
Fe
316L
0.0094
0.49
0.96
17.09
14.04
2.53
未加
余量
316LN
0.01
0.49
0.87
17.09
14.04
2.56
0.14
余量
 
在兩種化學(xué)成分的316L不銹鋼熱軋板材上取樣,設(shè)固溶溫度分別為950、1000、1050、1100和1150℃,保溫40min后水冷。金相腐蝕為1gKMnO4+98mLH2O+10mLH2SO4混合溶液,采用50℃水浴鍋加熱腐蝕,時間90min。析出物觀察腐蝕選用5gCuCl2+25mLCH3CH2OH+30mLHCl配比的混合溶液。在金相顯微鏡上進(jìn)行晶粒度觀察,并通過配套的SiscIAS8.0金相分析軟件對晶粒尺寸評級,采用S-4300冷場發(fā)射掃描電鏡對斷口及析出物進(jìn)行觀察和分析。結(jié)果表明:
(1)316L不銹鋼晶粒尺寸受固溶溫度的影響,固溶溫度過高加速晶粒長大,晶粒尺寸隨固溶溫度升高而逐漸增加,而晶粒過大會導(dǎo)致其加工及使用性能變差,可以通過氮的加入來控制316L固溶處理晶粒度的增長。
(2)隨固溶溫度升高,316L不銹鋼抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度都減小,不同氮含量的316L不銹鋼在不同固溶溫度處理后均具有優(yōu)良的塑性變形能力。
(3)不同氮含量的3316L不銹鋼在固溶處理后沖擊斷口均為塑性韌窩狀形貌,韌窩存在塊狀夾雜物或第二相粒子并且底部有明顯的漣波滑移痕跡,316L沖擊試樣斷口呈韌窩狀,而316LN的沖擊斷口則大部分為沿晶斷口,層部為韌窩狀斷口,說明此鋼具有良好的抗沖擊性能。