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(su)體不銹鋼和奧氏體不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。
雙相(xiang)不(bu)銹鋼是通過多種途徑得(de)到強(qiang)化的。兩(liang)(liang)相(xiang)共存可(ke)以阻止晶(jing)(jing)粒長(chang)大,同(tong)(tong)(tong)尺(chi)寸鋼材的雙相(xiang)不(bu)銹鋼晶(jing)(jing)粒只相(xiang)當于奧氏體不(bu)銹鋼晶(jing)(jing)粒的一半,雙相(xiang)不(bu)銹鋼在獲得(de)細晶(jing)(jing)強(qiang)化的同(tong)(tong)(tong)時,韌性也增加,因此應控制好熱加工工藝(yi)以獲得(de)晶(jing)(jing)粒較細的原始(shi)組(zu)織。鉻、鎳、鉬(mu)等元素溶入兩(liang)(liang)相(xiang)中可(ke)以固溶強(qiang)化,但在兩(liang)(liang)相(xiang)中的強(qiang)化程(cheng)度不(bu)同(tong)(tong)(tong)。氮原子以(yi)間隙(xi)固溶方式主要集中在奧(ao)氏體相中,其強化作用(yong)較置換方式明顯(xian)。雙相不銹(xiu)鋼(gang)還可以(yi)通過冷變(bian)形方式得到強化。
雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼具有(you)較好的(de)韌(ren)性主要(yao)是奧氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)的(de)貢獻。奧氏(shi)體(ti)(ti)能(neng)抑制(zhi)(zhi)鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)中已產生(sheng)的(de)裂紋繼(ji)續擴(kuo)展(zhan)。碳、氮等間隙元(yuan)素(su)在(zai)奧氏(shi)體(ti)(ti)中的(de)溶(rong)解度高(gao),自高(gao)溫冷卻時(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)易析出(chu)碳氮化物,可(ke)(ke)以抑制(zhi)(zhi)晶界脆化。奧氏(shi)體(ti)(ti)可(ke)(ke)以阻(zu)止高(gao)溫加熱時(shi)鐵素(su)體(ti)(ti)晶粒的(de)長(chang)大(da)。由于鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)在(zai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼中占有(you)50%~65%的(de)比例,鐵素(su)體(ti)(ti)鋼所固有(you)的(de)各種(zhong)脆化傾向也都會在(zai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼中反映出(chu)來。
鎳在雙相不(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)是主要(yao)控制(zhi)相平衡的(de)(de)(de)元素(su),鎳含量(liang)過高將使(shi)鋼中(zhong)奧氏體(ti)含量(liang)超過50%,此時鐵(tie)素(su)體(ti)相中(zhong)更多地富集鉻、鉬(mu)等促進出現脆性的(de)(de)(de)。相轉變的(de)(de)(de)元素(su),降(jiang)(jiang)低(di)鋼的(de)(de)(de)韌(ren)性。而鎳含量(liang)過低(di),又會導致鐵(tie)素(su)體(ti)含量(liang)高,同樣使(shi)鋼的(de)(de)(de)韌(ren)性下(xia)降(jiang)(jiang)。雙相不(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)的(de)(de)(de)鎳含量(liang)一般控制(zhi)在4.5%~7.5%。
鉻在(zai)雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中主要(yao)起耐蝕作(zuo)用(yong),隨鉻含量(liang)的(de)提(ti)高,鋼(gang)的(de)耐蝕性(xing)提(ti)高,但鉻含量(liang)的(de)提(ti)高能加(jia)速a、σ等脆性(xing)相的(de)析出(chu),使鋼(gang)的(de)脆性(xing)增加(jia),韌(ren)脆轉變溫度明(ming)顯(xian)升高。在(zai)雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中鉻含量(liang)一般(ban)控制在(zai)18%~28%。
鉬在雙相不(bu)銹鋼中促(cu)進(jin)a、σ、x等脆(cui)性相的(de)析出(chu),并(bing)使析出(chu)溫度上移,加大鋼的(de)脆(cui)化傾向(xiang)和缺口敏感(gan)性。鉬的(de)加入量一般不(bu)超過(guo)4%。
鎢(wu)在雙相(xiang)不銹(xiu)鋼的(de)作用與(yu)鉬(mu)相(xiang)似。鎢(wu)與(yu)鉬(mu)相(xiang)比,能延緩脆(cui)性(xing)相(xiang)的(de)析(xi)出(chu),降低鋼的(de)脆(cui)化(hua)傾向,但鎢(wu)含(han)量(liang)達4%時,會因析(xi)出(chu)拉弗斯(si)相(xiang)導致鋼的(de)脆(cui)化(hua)。雙相(xiang)不銹(xiu)鋼中的(de)鎢(wu)含(han)量(liang)不超(chao)過2%。