雙相不銹鋼的熱塑性較差,其原因在于熱加工時(shí)奧氏體相和 鐵素體相的變形行為不同。鐵素體鋼變形時(shí)的主要軟化過(guò)程是靠 應(yīng)變時(shí)的動(dòng)態(tài)恢復(fù),即使在低應(yīng)變時(shí)也是如此,這一過(guò)程是亞晶中位錯(cuò)移動(dòng)的結(jié)果。相反.奧氏體不銹鋼的主要軟化過(guò)程是當(dāng)應(yīng) 變高于某個(gè)臨界故‘時(shí)的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。
由于兩相的軟化過(guò)程不 同.熱加工時(shí)鐵素體一奧氏體兩相鋼中不均勻的應(yīng)力和應(yīng)變分布就 容易導(dǎo)致在相界的裂紋成核和擴(kuò)展。因?yàn)殍F素體相的軟化過(guò)程先 于奧氏體相,那么兩相鋼的熱塑性取決于奧氏體相的軟化能力.對(duì) 于硬相(γ)和軟相(α)并存的雙相材料。
應(yīng)變傾向集中于軟相中, 但是也有足以誘生再結(jié)晶的應(yīng)變轉(zhuǎn)移至奧氏體相中.應(yīng)變的分布與硬相所占的數(shù)量(體積)比、形貌和兩相強(qiáng)度的差別以及熱加 工參數(shù)有關(guān)。兩相最高應(yīng)力(強(qiáng)度)的比值σp硬相/σp軟相與應(yīng)變分布E硬相/E軟相有關(guān)聯(lián),當(dāng)最高應(yīng)力的比值趨近于I時(shí),兩相中的應(yīng)變分布也趨于均勻.這有利于改善鋼的熱塑性,因此.在成分設(shè)計(jì)中如加鋁等能提高軟相α的σp值的相關(guān)元素是有益的。 純奧氏體鋼在低應(yīng)變時(shí)如提高溫度能促使γ相的再結(jié)晶,塑 性增加;在雙相不銹鋼中,隨溫度的增加兩相比例和兩相中元素的分配也會(huì)發(fā)生變化,α相增多,塑性必然也會(huì)增加.
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γ相的形貌對(duì)應(yīng)變的分布有顯著影響,應(yīng)變從鐵素體向等軸 狀的奧氏體轉(zhuǎn)移比向板條狀?yuàn)W氏體轉(zhuǎn)移更容易,這也是熱軋態(tài) 鋼的熱塑性比鑄態(tài)鋼好的原因,前者的應(yīng)變易于轉(zhuǎn)移至奧氏體相。
綜上所述,從冶金學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看,高溫加熱時(shí)α相數(shù)量的增多 有利于熱加工,最好是成為單一的鐵素體相,但是如果熱加工時(shí) 溫度下降過(guò)多.又會(huì)導(dǎo)致奧氏體相的轉(zhuǎn)變,這種情況嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)裂紋,應(yīng)力求避免。從易熱加工生產(chǎn)和保證鋼的加工質(zhì)量來(lái)看, 無(wú)疑降低鋼中的氮是有利的,促使鋼在加工狀態(tài)保持單一鐵素體相,這一點(diǎn)與當(dāng)代雙相不銹鋼的發(fā)展,提高含氮量是矛盾的,后者往往在熱加工時(shí)不能保持單一的鐵素體相,因此,對(duì)于含氮較高的鋼,乃至超級(jí)雙相不銹鋼的熱加工始終是一個(gè)值得重視的問(wèn)題,在鋼種的設(shè)計(jì)時(shí)要考慮高溫下兩相中成分的平衡和根據(jù)鋼的熱塑性慎重選擇鋼的熱加工參數(shù)。
冶煉工藝的基本要求如下:
(1)采用電爐和VOD或AOD二次梢煉滬雙聯(lián)冶煉,對(duì)于硫、 氧化物夾雜要求十分嚴(yán)格的鋼(例如耐腐蝕疲勞用鋼)也可采用電渣重熔。
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(2)要求對(duì)雙相不銹鋼的化學(xué)成分嚴(yán)格控制,除產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)外, 生產(chǎn)廠家都有成分的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn).國(guó)外在精煉護(hù)上都配有冶煉雙相 不銹鋼相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件,按Schaeffle:圖來(lái)控制鋼中的兩相比 例,目前國(guó)內(nèi)有的廠家.如大隆機(jī)器廠鑄鍛廠,在VODC爐上也 配有這樣的軟件。
(3)不含銅的鋼允許含銅不大于0.2%,需要嚴(yán)格控制鋼中的 Al不大于0.1%,對(duì)于需要通過(guò)Huey法檢驗(yàn)的鋼,注意控制鋼中的硼。
(4)根據(jù)雙相不銹鋼的成分特點(diǎn),二次精煉時(shí)應(yīng)注意:
1)與18-8型超低碳奧氏體不銹鋼相比要嚴(yán)格控制吹煉時(shí)間。
2)提高吹氧脫碳后的溫度,控制鋼水中的終點(diǎn)碳.
3)在真空精煉后先調(diào)整鋼液的溫度,然后精調(diào)化學(xué)成分,出鋼前加入含氮鉻鐵。
(4)利用AOD爐冶煉鋼包加入硅鈣塊可進(jìn)行快速脫硫,脫硫 率達(dá)70%-88%,能提高鋼的耐孔蝕性能和有效地改善鋼的熱塑性.
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