雙相(xiang)不銹(xiu)鋼中(zhong)形成(cheng)的(de)金屬間化合物主要有(you)σ相(xiang)、x相(xiang)、a相(xiang)、R相(xiang)、Fe3Cr3Mo2Si2相(xiang)和(he)π相(xiang)等,這些(xie)相(xiang)都是脆性相(xiang),對鋼的(de)力(li)學性能和(he)耐腐蝕性能都有(you)不利影響,應盡量避免它們(men)的(de)析出(chu)。
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)(zai)(zai)9.4.1節中述(shu)及Fe-Cr合金(jin)在(zai)(zai)(zai)鉻含量超過15%時(shi),會出現475℃脆性,其原因在(zai)(zai)(zai)于富鉻的(de)(de)a相(xiang)的(de)(de)析出。在(zai)(zai)(zai)雙相(xiang)不銹鋼中也(ye)同樣存在(zai)(zai)(zai)這一(yi)現象,但它僅發生(sheng)在(zai)(zai)(zai)a相(xiang)內(nei),而(er)α相(xiang)是通過調幅分解產生(sheng)的(de)(de),其中的(de)(de)鉻含量可(ke)在(zai)(zai)(zai)61%~83%范圍(wei)內(nei)波動(dong)。
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(zai)00Cr18Ni5Mo3Si2鋼(gang)中發現的(de)(de),是一種片狀的(de)(de)金屬(shu)間化合(he)物。00Cr18Ni5Mo3Si2鋼(gang)經980℃固溶處理后,該相(xiang)的(de)(de)析(xi)出(chu)溫度范圍為450~750℃,往往在(zai)a/γ相(xiang)界(jie)及(ji)α/α晶界(jie)、亞(ya)晶界(jie)上析(xi)出(chu),有時也會以細針狀向晶內衍(yan)生(sheng),并常(chang)與鐵(tie)素(su)體晶內析(xi)出(chu)的(de)(de)該相(xiang)共(gong)存,600℃為其析(xi)出(chu)峰。該相(xiang)不易長大,其析(xi)出(chu)會引起鋼(gang)的(de)(de)脆(cui)性。
π相(xiang)(xiang)是一種氮(dan)化(hua)物,首先在22Cr-8Ni-3Mo雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼的(de)(de)(de)(de)焊縫(feng)金(jin)屬中發現,600℃時效時在α相(xiang)(xiang)晶內析(xi)出π相(xiang)(xiang),同(tong)時還析(xi)出R相(xiang)(xiang)。π相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)分子(zi)式為Fe7Mo13N4,并與α相(xiang)(xiang)保持一定的(de)(de)(de)(de)位向關系。π相(xiang)(xiang)和(he)R相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)析(xi)出引起鋼的(de)(de)(de)(de)脆(cui)性,富鉬(mu)的(de)(de)(de)(de)π相(xiang)(xiang)和(he)R相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)析(xi)出還導致(zhi)其(qi)鄰近的(de)(de)(de)(de)α相(xiang)(xiang)貧鉬(mu),降低其(qi)耐點蝕的(de)(de)(de)(de)性能(neng)。
雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中的(de)(de)組織轉(zhuan)變(bian)主要發生在鐵素體相(xiang)(xiang)中,其(qi)轉(zhuan)變(bian)動力學可(ke)用(yong)TTT曲線(xian)或CCT、CCP曲線(xian)(連續冷(leng)卻(que)析出(chu)曲線(xian))來闡明這一過程。圖9.79為022Cr21-Ni7Mo2.5Cu1.5鋼(gang)(gang)(法(fa)國(guo)Uranus 50)的(de)(de)TTT曲線(xian)。圖9.80為022Cr25Ni7Mo4-WCuN(英國(guo)Zeron 100)和(he)022Cr25Ni6.5Mo3.5CuN(法(fa)國(guo)UR52N+)兩種超級雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)的(de)(de)CCT曲線(xian)。可(ke)以看出(chu),較高氮含量(liang)(約0.3%N)的(de)(de)超級不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。等相(xiang)(xiang)的(de)(de)析出(chu)速(su)率(lv)要比一般雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(含量(liang)0.15%N)顯(xian)著減(jian)緩,遠(yuan)低于20mm鋼(gang)(gang)板(ban)水(shui)淬(cui)的(de)(de)速(su)率(lv)105℃/h,UR52N+鋼(gang)(gang)水(shui)淬(cui)鋼(gang)(gang)板(ban)的(de)(de)極限厚度達100mm。