毒物不锈钢屏蔽材料中第二相的析出行为

发布时间：2021-06-11 18:21

　　利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对毒物不锈钢中第二相的析出行为进行了研究,并分析了第二相析出对基体组织稳定性和轧制开裂的影响机制。结果表明:不锈钢中第二相主要以Gd-Ni系为主,其析出数量随着Gd含量的增加而增加,当Gd含量（质量分数）由1. 87%增加至7. 87%时,第二相的析出面积分数由5. 5%增至20. 3%。其次,第二相的析出破坏了基体组织的稳定性,随着Gd含量的增加,不锈钢基体组织经历了单相奥氏体→奥氏体+铁素体两相组织→单相铁素体的转变过程。第二相的析出使得不锈钢塑性下降,同时促进轧制裂纹的萌生和发展。 

【文章来源】：金属热处理. 2020,45(05)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

钮扣锭的典型形貌

图2中所示为样品G00～G08的铸态显微组织。图2(a)中为典型的铸态组织，晶粒粗大且尺寸差异较大，无第二相的存在。图2(b～e)中，随着基体中Gd元素的添加，第二相在晶界和晶内开始析出，且其析出量随着Gd含量的增加而逐渐递增，并在晶界呈网状分布，同时晶粒随着Gd含量的增加而逐渐细化，说明稀土元素Gd的引入可促进第二相的析出并细化晶粒。图3中所示为扫描电镜背散射(BSE)模式下不同样品中基体和第二相的元素组成和含量。第二相由Gd、Ni、Fe、Cr和Si等元素组成，其中以Gd、Ni和Fe为主。图3(a)中第二相为白色长条状或椭圆形，值得注意的是基体中出现了色差明显的两相，浅灰色基体与深灰色基体元素组成一致，但Cr和Ni含量存在明显差异(浅灰色基体中Cr∶Ni=18.74∶9.30，深灰色基体中Cr∶Ni=24.61∶5.26)，说明Gd的引入破坏了基体成分的一致性，使基体中Cr、Ni两种元素出现了局部偏析和贫化现象。

为了进一步获得毒物不锈钢的相组成，对样品G00～G08进行了X射线衍射分析，其结果如图5(b)所示。可以发现:奥氏体的特征衍射峰主要包括(111)γ、(200)γ、(220)γ，其中以(111)γ为主;铁素体的特征衍射峰主要包括(110)α、(200)α、(211)α，其中以(110)α为主。当Gd含量小于2wt%时，基体中以奥氏体特征衍射峰(111)γ为主，(200)γ次之，几乎不存在铁素体特征衍射峰，说明此时Gd元素的引入未改变基体组织的相组成，但此时Gd元素的引入使得基体中Cr、Ni两种元素发生了局部偏析和贫化(见图3(a));当Gd含量为3.82wt%时，基体中以奥氏体特征衍射峰(111)γ和铁素体特征衍射峰(110)α为主，两峰强度差距不大，说明此时基体组织为奥氏体/铁素体两相组织;当Gd含量为5.79wt%和7.87wt%时，基体中以铁素体特征衍射峰(110)α为主，(200)α和(211)α次之，说明此时基体为铁素体单相组织。图4 不同试样第二相的析出特征(a～d)及采用Image J软件处理后的图像(e～h)

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3225048