【摘 要】
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904L作为第一代超级奥氏体不锈钢,比常规奥氏体不锈钢具备出色的耐蚀性能和综合力学性能,广泛应用于化工、海水处理、硫酸制造等行业。但是,较高的合金含量,导致了 904L严重的枝晶偏析和析出相析出,同时由于904L钢导热系数低,线膨胀系数大,使得904L热塑性较差,在热加工过程中容易开裂。本文通过添加稀土 Ce和电渣重熔的方法,旨在提高904L钢的洁净度,同时减轻凝固偏析,改善904L钢的热塑性。利
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904L作为第一代超级奥氏体不锈钢,比常规奥氏体不锈钢具备出色的耐蚀性能和综合力学性能,广泛应用于化工、海水处理、硫酸制造等行业。但是,较高的合金含量,导致了 904L严重的枝晶偏析和析出相析出,同时由于904L钢导热系数低,线膨胀系数大,使得904L热塑性较差,在热加工过程中容易开裂。本文通过添加稀土 Ce和电渣重熔的方法,旨在提高904L钢的洁净度,同时减轻凝固偏析,改善904L钢的热塑性。利用N/O分析仪、C/S分析仪等研究了稀土加入前后和电渣重熔前后钢中的O、S元素的变化规律。利用Olympus金相显微镜、扫描电镜和EDS能谱仪对稀土加入前后和电渣重熔前后钢中典型夹杂物种类进行了确定,并分析了夹杂物尺寸及数量变化规律:发现稀土Ce的加入使Al2O3和MnS变质为CeAlO3和Ce202S,同时钢中的夹杂物尺寸变小,数量变少;电渣重熔后,钢中夹杂物的种类变化不大,分布更加细小弥散。为了减轻904L的枝晶偏析,改善组织均匀性,探究了 904L的均质化退火制度。利用热力学软件Thermal-Calc软件中Scheil-Gulliver模型计算了 904L凝固过程元素再分配规律;利用Olympus金相显微镜观察铸锭边缘、1/2R处和心部的枝晶组织并测量了二次枝晶间距;利用扫描电镜（SEM）和能谱分析仪（EDS）分析枝晶干和枝晶间成分并计算偏析系数;研究发现钢中Mo元素的偏析最严重。利用DICTRA模块计算了不同温度下Mo元素的扩散系数。通过均质化退火实验,最终确定了 904L的均质化退火制度为 1200℃×12h 或 1250℃×8h。对均质化退火后的ESR1#、ESR2#钢进行单道次热压缩实验,探究稀土 Ce对904L热变形行为的影响。研究发现稀土 Ce的加入使904L的流变应力和热变形激活能增加。通过构建ESR1#、ESR2#钢的热变形本构方程和热加工图,发现稀土 Ce的添加提高了904L钢的功率耗散因子,扩大可加工区域面积,在一定程度上改善材料的热塑性。最终确定了 ESR1#的最佳热加工区间为1080～1140℃,0.01～0.2s-1,ESR2#的最佳热加工区间为 1100℃～1150℃,0.01～0.7s-1。
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