雙相(xiang)不銹鋼中形成(cheng)的(de)金屬間化合物主要有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(dou)是脆(cui)性相(xiang),對鋼的(de)力學(xue)性能和(he)耐(nai)腐蝕性能都(dou)有不利(li)影響(xiang),應盡量避(bi)免它們的(de)析出(chu)。
σ相是雙(shuang)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9.4.1節中述及(ji)Fe-Cr合(he)金在鉻含(han)量超過(guo)15%時(shi),會(hui)出現475℃脆(cui)性,其原(yuan)因在于富鉻的(de)a相(xiang)(xiang)的(de)析出。在雙相(xiang)(xiang)不銹鋼中也同(tong)樣(yang)存在這(zhe)一現象,但它僅發生在a相(xiang)(xiang)內,而(er)α相(xiang)(xiang)是通(tong)過(guo)調幅(fu)分解產生的(de),其中的(de)鉻含(han)量可在61%~83%范圍內波(bo)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)是在00Cr18Ni5Mo3Si2鋼中發現的(de),是一種片狀的(de)金屬間(jian)化合物。00Cr18Ni5Mo3Si2鋼經980℃固溶處(chu)理后,該相(xiang)的(de)析(xi)(xi)(xi)出溫度范圍(wei)為450~750℃,往(wang)往(wang)在a/γ相(xiang)界(jie)及α/α晶(jing)(jing)界(jie)、亞晶(jing)(jing)界(jie)上(shang)析(xi)(xi)(xi)出,有(you)時(shi)也會以(yi)細針狀向晶(jing)(jing)內(nei)(nei)衍生,并常與鐵(tie)素體晶(jing)(jing)內(nei)(nei)析(xi)(xi)(xi)出的(de)該相(xiang)共存,600℃為其(qi)析(xi)(xi)(xi)出峰。該相(xiang)不易長大,其(qi)析(xi)(xi)(xi)出會引起鋼的(de)脆性。
π相(xiang)(xiang)(xiang)是一(yi)種氮化物,首(shou)先在(zai)22Cr-8Ni-3Mo雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼的(de)焊縫(feng)金(jin)屬(shu)中發現(xian),600℃時效時在(zai)α相(xiang)(xiang)(xiang)晶內析(xi)出(chu)π相(xiang)(xiang)(xiang),同(tong)時還析(xi)出(chu)R相(xiang)(xiang)(xiang)。π相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)分子式為Fe7Mo13N4,并與(yu)α相(xiang)(xiang)(xiang)保持一(yi)定的(de)位向關系(xi)。π相(xiang)(xiang)(xiang)和(he)R相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)析(xi)出(chu)引起鋼的(de)脆(cui)性,富(fu)鉬(mu)的(de)π相(xiang)(xiang)(xiang)和(he)R相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)析(xi)出(chu)還導致其鄰近的(de)α相(xiang)(xiang)(xiang)貧鉬(mu),降低(di)其耐點蝕的(de)性能。

雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)(de)組(zu)織轉(zhuan)變主要發生在鐵素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)中,其(qi)轉(zhuan)變動(dong)力學可用TTT曲線(xian)(xian)(xian)或CCT、CCP曲線(xian)(xian)(xian)(連續冷卻(que)析出曲線(xian)(xian)(xian))來闡明這(zhe)一過程。圖9.79為022Cr21-Ni7Mo2.5Cu1.5鋼(gang)(gang)(gang)(法國Uranus 50)的(de)(de)(de)TTT曲線(xian)(xian)(xian)。圖9.80為022Cr25Ni7Mo4-WCuN(英國Zeron 100)和(he)022Cr25Ni6.5Mo3.5CuN(法國UR52N+)兩(liang)種超級雙相(xiang)(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)CCT曲線(xian)(xian)(xian)。可以看出,較(jiao)高氮含(han)量(約(yue)0.3%N)的(de)(de)(de)超級不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。等相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析出速率(lv)要比一般雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(含(han)量0.15%N)顯著減(jian)緩(huan),遠低(di)于20mm鋼(gang)(gang)(gang)板水淬的(de)(de)(de)速率(lv)105℃/h,UR52N+鋼(gang)(gang)(gang)水淬鋼(gang)(gang)(gang)板的(de)(de)(de)極限厚(hou)度(du)達(da)100mm。


