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體(ti)不(bu)銹鋼的力學性能的特征:既有比較高的強度,又有良好的韌性。表9.42為三種雙相不銹(xiu)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)相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)是通(tong)過多種途徑得到(dao)強化的(de)(de)。兩相(xiang)共存可(ke)(ke)以阻止晶(jing)粒(li)長(chang)大(da),同(tong)(tong)尺寸鋼(gang)(gang)材的(de)(de)雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)晶(jing)粒(li)只相(xiang)當于(yu)奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)晶(jing)粒(li)的(de)(de)一半,雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)在(zai)獲得細晶(jing)強化的(de)(de)同(tong)(tong)時,韌性也增加(jia),因此應控(kong)制好(hao)熱加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)以獲得晶(jing)粒(li)較細的(de)(de)原始(shi)組織。鉻(ge)、鎳、鉬等元素溶入兩相(xiang)中(zhong)可(ke)(ke)以固溶強化,但在(zai)兩相(xiang)中(zhong)的(de)(de)強化程(cheng)度(du)不同(tong)(tong)。氮(dan)原子以間隙固溶方(fang)式(shi)主要集(ji)中在奧氏體(ti)相中,其(qi)強化作用較(jiao)置換方(fang)式(shi)明顯。雙相不銹鋼還(huan)可以通過冷變形方(fang)式(shi)得(de)到(dao)強化。
雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼具有較好(hao)的(de)(de)(de)韌性主要是奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)貢獻。奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)能抑制(zhi)鐵素體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)中已產生(sheng)的(de)(de)(de)裂(lie)紋繼續擴展。碳(tan)、氮(dan)等間隙(xi)元素在奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)中的(de)(de)(de)溶(rong)解度高,自高溫冷(leng)卻時(shi)不(bu)(bu)易析出碳(tan)氮(dan)化(hua)(hua)物,可以(yi)抑制(zhi)晶界脆化(hua)(hua)。奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)可以(yi)阻止高溫加熱時(shi)鐵素體(ti)(ti)(ti)晶粒的(de)(de)(de)長大。由于鐵素體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)在雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中占有50%~65%的(de)(de)(de)比例,鐵素體(ti)(ti)(ti)鋼所固有的(de)(de)(de)各(ge)種脆化(hua)(hua)傾向也都會在雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中反映出來。
鎳在雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)是主要控(kong)制(zhi)相平衡的元素(su),鎳含(han)量(liang)過(guo)高(gao)將使鋼(gang)中(zhong)奧氏(shi)體含(han)量(liang)超過(guo)50%,此時鐵素(su)體相中(zhong)更多地富(fu)集鉻、鉬等促進出現脆性的。相轉變的元素(su),降低(di)(di)鋼(gang)的韌性。而(er)鎳含(han)量(liang)過(guo)低(di)(di),又會(hui)導致鐵素(su)體含(han)量(liang)高(gao),同(tong)樣使鋼(gang)的韌性下降。雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)的鎳含(han)量(liang)一般控(kong)制(zhi)在4.5%~7.5%。
鉻在(zai)雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中主(zhu)要起耐蝕作用,隨(sui)鉻含量(liang)的(de)提(ti)高,鋼(gang)(gang)的(de)耐蝕性提(ti)高,但(dan)鉻含量(liang)的(de)提(ti)高能加速a、σ等脆(cui)性相的(de)析出(chu),使鋼(gang)(gang)的(de)脆(cui)性增加,韌脆(cui)轉變溫度明(ming)顯升高。在(zai)雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中鉻含量(liang)一般控(kong)制在(zai)18%~28%。
鉬在雙相不銹(xiu)鋼中促(cu)進(jin)a、σ、x等脆(cui)性相的(de)析(xi)出,并使(shi)析(xi)出溫度(du)上移,加(jia)大鋼的(de)脆(cui)化傾向(xiang)和(he)缺口敏感性。鉬的(de)加(jia)入量一般不超過4%。
鎢在(zai)雙相(xiang)不銹鋼(gang)的(de)作用與鉬相(xiang)似。鎢與鉬相(xiang)比,能延緩脆(cui)(cui)性相(xiang)的(de)析出(chu),降(jiang)低鋼(gang)的(de)脆(cui)(cui)化(hua)傾向,但鎢含(han)量達(da)4%時,會因(yin)析出(chu)拉弗斯相(xiang)導致鋼(gang)的(de)脆(cui)(cui)化(hua)。雙相(xiang)不銹鋼(gang)中(zhong)的(de)鎢含(han)量不超過2%。