Mo对高氮无缝不锈钢管析出行为的影响
无缝不锈钢管奥氏体不锈钢是一种经常使用的高温材料,其在高温下的热稳定性是最为重要的性能之一。在高温下的时效反应可能会导致含有高合金元素(诸如Cr、Mn、N)的钢中碳化物、氮化物和碳氮化物的析出。在高氮奥氏体不锈钢中添加Mo可能导致金属间化合物(如σ、χ和η)的析出。无缝不锈钢管
无缝不锈钢管这些二次相的析出将急剧破坏材料的各种加工和使用性能。因此,在材料设计和工业应用高氮奥氏体不锈钢之前,对材料析出行为的研究显得尤为重要。中国东北大学的研究人员就Mo对高氮奥氏体不锈钢析出行为的影响进行了研究,内容包括高氮奥氏体不锈钢析出形态、析出类型以及析出方式等,并对析出机理进行了研究和讨论。
无缝不锈钢管采用两种高氮奥氏体不锈钢进行了研究,这两种钢都经过感应炉和电渣重熔炉进行冶炼,冶炼过程充满氮气。两种钢的化学成分见下表(mass%):
钢号 |
Cr |
Mn |
N |
C |
Mo |
Al |
Fe |
Fe-18Cr-18Mn-0.63N |
17.97 |
18.0 |
0.63 |
0.056 |
- |
0.02 |
余量 |
Fe-18Cr-18Mn-2Mo-0.69N |
18.59 |
17.54 |
0.69 |
0.045 |
2.03 |
0.02 |
余量 |
将两种钢热轧之后在1050℃固溶处理1小时,然后水淬;在850℃热时效分别达1、4、8和48小时。用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X-射线衍射仪(XRD)对上述钢的试样进行了研究。结果表明:在Fe-18Cr-18Mn-0.63N钢中,析出物全部是网状的Cr2N相;在Fe-18Cr-18Mn-2Mo-0.69N钢中,析出物呈不连续网状,且析出物与Fe-18Cr-18Mn-0.63N的相似;添加Mo,可能会使得析出不仅发生在晶界处而且发生在晶粒内部,且析出也是呈不连续网状;在Fe-18Cr-18Mn-2Mo-0.69N钢中,晶界处和晶胞内的析出物为Cr2N相和χ相,而晶粒内的析出物则为χ相;在晶界处,Cr2N相和χ相的形核由Cr原子的扩散来控制;在晶粒内部,χ相的形成和长大则随着时效时间的增加由于N的贫化而诱发。无缝不锈钢管