雙相不銹鋼是由一定比例的鐵素體相和奧氏體相組成的,因此兼有鐵素體不銹鋼和奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)的力學性能的特征:既有比較高的強度,又有良好的韌性。表9.42為三種雙相不(bu)銹鋼力學性能和高鉻鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼力學性能對比。
雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)是通過多種途(tu)徑得到(dao)強化(hua)的。兩相(xiang)共存可(ke)以(yi)阻止晶粒長大,同(tong)尺寸(cun)鋼(gang)(gang)材的雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)晶粒只相(xiang)當于奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)晶粒的一半(ban),雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)在獲得細(xi)晶強化(hua)的同(tong)時,韌性也(ye)增加,因此應控制好熱加工(gong)工(gong)藝以(yi)獲得晶粒較(jiao)細(xi)的原始(shi)組織。鉻、鎳、鉬(mu)等元素溶(rong)入兩相(xiang)中可(ke)以(yi)固溶(rong)強化(hua),但在兩相(xiang)中的強化(hua)程(cheng)度不同(tong)。氮(dan)原子以間隙固(gu)溶方式主要(yao)集(ji)中在奧氏體相(xiang)中,其強(qiang)化(hua)作(zuo)用較置換方式明顯。雙相(xiang)不銹(xiu)鋼還可以通(tong)過冷(leng)變形方式得到(dao)強(qiang)化(hua)。
雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼具有(you)(you)(you)較好(hao)的韌(ren)性主要是奧(ao)氏體(ti)相(xiang)的貢獻。奧(ao)氏體(ti)能(neng)抑制鐵(tie)素體(ti)相(xiang)中已產生的裂紋繼續擴展(zhan)。碳(tan)、氮等間隙元(yuan)素在(zai)(zai)奧(ao)氏體(ti)中的溶解度高(gao),自高(gao)溫冷(leng)卻時不(bu)易(yi)析出碳(tan)氮化物,可以(yi)抑制晶(jing)界脆化。奧(ao)氏體(ti)可以(yi)阻止(zhi)高(gao)溫加熱時鐵(tie)素體(ti)晶(jing)粒(li)的長大。由于鐵(tie)素體(ti)相(xiang)在(zai)(zai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼中占有(you)(you)(you)50%~65%的比例,鐵(tie)素體(ti)鋼所固有(you)(you)(you)的各種(zhong)脆化傾(qing)向也都會在(zai)(zai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼中反映出來。
鎳在雙相不銹鋼(gang)中是主(zhu)要控(kong)制(zhi)相平衡的(de)(de)元素,鎳含(han)量(liang)過高將使鋼(gang)中奧(ao)氏體含(han)量(liang)超過50%,此時(shi)鐵素體相中更多地富集鉻(ge)、鉬等促進出現脆性(xing)的(de)(de)。相轉變的(de)(de)元素,降低鋼(gang)的(de)(de)韌性(xing)。而鎳含(han)量(liang)過低,又會導致鐵素體含(han)量(liang)高,同樣使鋼(gang)的(de)(de)韌性(xing)下降。雙相不銹鋼(gang)中的(de)(de)鎳含(han)量(liang)一般控(kong)制(zhi)在4.5%~7.5%。
鉻(ge)在(zai)雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼中主要起耐蝕作用(yong),隨鉻(ge)含量(liang)的(de)(de)提高(gao)(gao),鋼的(de)(de)耐蝕性提高(gao)(gao),但(dan)鉻(ge)含量(liang)的(de)(de)提高(gao)(gao)能加速(su)a、σ等(deng)脆(cui)性相(xiang)(xiang)的(de)(de)析出(chu),使鋼的(de)(de)脆(cui)性增加,韌脆(cui)轉(zhuan)變溫度明顯升高(gao)(gao)。在(zai)雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼中鉻(ge)含量(liang)一般控(kong)制在(zai)18%~28%。
鉬(mu)在雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中促進(jin)a、σ、x等脆性(xing)相(xiang)的析出,并使析出溫(wen)度上(shang)移,加大鋼(gang)的脆化傾向(xiang)和缺口敏感性(xing)。鉬(mu)的加入(ru)量一(yi)般不(bu)超過4%。
鎢(wu)(wu)在雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)作用與(yu)鉬相(xiang)似。鎢(wu)(wu)與(yu)鉬相(xiang)比,能(neng)延緩脆(cui)性相(xiang)的(de)析出,降低鋼(gang)的(de)脆(cui)化傾向,但(dan)鎢(wu)(wu)含量(liang)達4%時(shi),會因析出拉弗(fu)斯相(xiang)導致(zhi)鋼(gang)的(de)脆(cui)化。雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)的(de)鎢(wu)(wu)含量(liang)不(bu)超過2%。