Mn对19%Cr节Ni型双相不锈钢时效行为的影响研究

发布时间：2018-12-17 22:32

【摘要】：双相不锈钢由于其特殊的两相组织特点,在石油、化工、军工等方面得到广泛应用。但由于双相不锈钢中较多的合金元素含量,使其在300-1000℃下长期保温有复杂的析出相变过程,从而造成双相不锈钢在使用过程中力学及耐腐蚀性能的下降。Ni元素作为一种贵金属元素在双相不锈钢中大量使用,造成其成本居高不下。Mn是一种可以扩大奥氏体相区的元素,可用于替代双相不锈钢中的Ni来降低成本。本文通过对比三种不同Mn含量的19%Cr节Ni型双相不锈钢经固溶处理后在800℃、700℃、600℃、500℃下时效处理不同时间后组织中析出相的种类、形貌、分布情况,以及析出相对不锈钢的冲击韧性、耐点蚀性能、晶间腐蚀敏感性的影响,来研究Mn对19%Cr节Ni型双相不锈钢时效行为的影响。固溶处理温度对组织影响的研究结果表明,试验钢在1040-1220℃固溶处理后具有典型的两相组织,无其它析出相存在,在1120℃固溶时两相比例接近1：1,具有较好的综合性能。高温时效处理的研究结果表明,不锈钢在800℃时效有σ相析出,时效处理54h后当Mn含量较高时,σ相析出速度快,尺寸大,最终呈层片状覆盖在铁素体上；Mn含量较低时,σ相呈细小颗粒弥散于铁素体奥氏体相界。时效初期Mn含量的增加有助于不锈钢冲击韧性的提高,但在时效后期σ相的析出加速了冲击功的下降。经过54 h时效处理后高Mn含量不锈钢的冲击功已明显低于低Mn和中Mn含量的不锈钢。不锈钢的点蚀电位随σ相的析出迅速下降；晶间腐蚀敏感性受σ相及Cr23C6影响明显,当析出相大量析出时晶间腐蚀敏感性迅速升高。中温时效处理的研究结果表明,600℃时效初期铁素体内有长方形R相和Cr23C6析出,随着时效时间的延长,在时效后期σ相转变成。相。中、低Mn含量不锈钢在时效过程中冲击韧性下降缓慢,高Mn含量不锈钢在600℃时效108h后冲击功下降至8 J,仅为其时效11.5 h的5%。中、低Mn含量的不锈钢随着时效时间的延长点蚀电位下降较为平缓,高Mn含量的不锈钢在时效24 h后点蚀电位急剧降低,随后一直维持在较低水平。三种不锈钢的晶间腐蚀敏感性均随着时效时间的延长平稳上升。低温时效条件下双相不锈钢在500℃时效时由于铁素体有发生条幅分解的趋势,基体中出现大量位错线,同时铁素体内有R相和Cr2N析出。高Mn含量不锈钢中χ相析出的析出减小了铁素体发生条幅分解的趋势,基体中位错线数量明显减少。经过1440 h时效后,三种不锈钢的冲击功均高于107J,表明双相不锈钢在此温度下具有良好的冲击韧性,同时也说明基体内没有α'相析出。500℃时效条件下双相不锈钢的点蚀电位在下降缓慢。Mn含量的增加对时效析出相的析出起到一定的促进作用,随着Mn含量的增加析出相的析出速率加快,相转变时间提前,析出相尺寸增大。原因一方面在于Mn含量的增加有助于双相不锈钢中奥氏体含量的增加,导致铁素体形成元素Cr更多的富集在铁素体中,为析出相的形成提供条件。另一方面Mn元素直接参与σ相和χ相的形成,在两相中均发现Mn元素的偏聚,且χ相中Mn含量更高。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.71

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本文编号：2384888