2010/10/11 10:49:28
来源:
51网络采购 点击:462次
内容摘要:双相不锈钢力学性能的影响因素
1)合金元素的影响
1)镍的影响。镍是强烈形成奥氏体和扩大奥氏体相区的元素,在双相不锈钢中是主要控制相平衡的元素,有一个合适含量,这个合适含量要控制铁素体含量在25%~50%为好,如图6-9所示为含铬w
Cr25%时镍对组织和力学性能的影响。若铁素体含量在50%以上,会使铁素体相中富集更多的铬和钼,促使发生σ相等脆性相的析出,降低钢的韧性。相反,若铁素体含量在25%以下,导致钢中铁素体中铬和钼含量过高,同样使钢的塑性和韧性下降。
2)铬的影响。铬是强烈的形成铁素体和扩大铁素体相区并缩小奥氏体相区的元素,由于固溶强化作用,随着含量的增加,钢的屈服程度明显提高。
还加速σ相等脆性相的析出,使钢的塑性和韧性下降。
3)钼的影响。钼也是铁素体形成元素,又是促进σ相等脆性相的析出的元素,使析出温度上移,能加大钢的脆化倾向及缺口敏感性。对于含钼为w
Mo3.5%~4%的超级双相不锈钢尤其要注意脆性相的析出导致韧性下降的问题。
4)氮的影响。氮也是强烈的形成奥氏体和扩大奥氏体相区并缩小铁素体相区的元素,其作用能力远大于镍。与不含氮的双相不锈钢相比,加入w
N0.1%以上的氮可改善钢的力学性能。如不含氮的Cr25Ni5Mo2.4Cu3钢厚截面(76mm)铸件的伸长率为0,但加入适量的氮后,伸长率提高到20%。
5)钨的影响。钨也是铁素体形成元素,其作用与钼相似,但也有不同之处。加入钨之后能延缓脆性相的析出,降低钢的脆化倾向。但若含钨量超过w
W4%时,同样会由于Laves相的析出而导致脆化。
6)铌的影响。加入w
Nb0.5%的铌使18Cr-5Ni双相不锈钢的屈服强度和抗拉强度略有增加,伸长率略有下降,韧性也略有增加。但加入超过w
Nb0.5%的铌,韧性就明显降低,拉伸强度也降低,这是由于促进σ相等脆性相的析出的结果。图6-10给出了铌含量对3RE60钢室温力学性能的影响。
(2)晶粒度的影响 双相不锈钢的晶粒度对其屈服强度和韧性有着重要影响,细小的晶粒具有较高的屈服强度和韧性。图6-11给出了晶粒尺寸(直径)对IN-744(25Cr-6Ni-Ti)钢屈服强度的影响,当钢的晶粒尺寸(直径)由6μm降为0.6μm时屈服强度由483MPa提高到848MPa。该曲线符合Hall-Petch关系式(6-8):
从图6-11可测得斜率
K值为1.45kgmm
-3/2,比两相组织中任何一相的斜率都高,IN-744钢中奥氏体和铁素体的斜率分别为1.01 kgmm
-3/2和0.67 kgmm
-3/2。
晶粒大小还对脆性相转变温度产生影响。如IN-744钢的晶粒直径由2μm变为25μm时,其脆性转变温度将由-130℃提高到-45℃。
(3)奥氏体和铁素体的相比例的影响 奥氏体和铁素体的相比例对双相不锈钢的力学性能有重要的影响。这种影响是比较复杂的,因为,它并不是单纯的改变相比例,而是要通过两种手段来实现。一是改变合金元素的含量;二是改变固溶处理温度。当然,这种处理本身也会使其力学性能发生改变,而不仅仅是相比例的改变。
如果调整IN-744钢中铬和镍的含量以得到不同奥氏体和铁素体的比例,这种不同的相比例对双相不锈钢的力学性能的影响在图6-12~图6-14给出。
但是,实际上,并不总是如图6-12~图6-14给出的那样规律,因为可能会有其他析出相析出。
奥氏体和铁素体双相不锈钢的性能不仅受相比例的影响,还与相的成分有关。表6-10所示为合金元素在双相钢中的分配表,可以看到合金元素在双相中的偏析。Cr偏析于铁素体,Ni偏析于奥氏体。这种情况使得双相不锈钢的性能复杂化,可能会出现不该出现的相。
(责任编辑:admin)欢迎转载,转载请说明来处
51网络采购(http://www.51wlcg.com)