W及热处理工艺对NSSC 2120双相不锈钢组织与性能的影响

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双相不锈钢的结构由铁素体与奥氏体两相组成,具有优异的力学与耐腐蚀性能,应用领域广泛。节约型双相不锈钢体现了资源节约的理念,是目前双相不锈钢研究的热点,但其综合性能与超级双相不锈钢相比还有一定的差距。合金元素W普遍用于各类单相不锈钢,对提高其力学与耐腐蚀性能具有突出作用。因此,本文研究W含量及不同热处理工艺对节约型双相不锈钢的组织与性能的影响规律,以期进一步提高其力学与耐腐蚀性能。本文以节约型双相不锈钢NSSC 2120为研究对象,采用失蜡铸造法制备含W量(wt.%)分别为0%、0.887%、3.458%、5.766%的NSSC 2120,通过固溶(1000~1150℃)与时效(650~850℃)处理,采用光学显微镜、扫描电镜对试样的金相组织、断口形貌、腐蚀形貌和析出相进行分析,利用洛氏硬度计、万能拉伸试验机和电化学工作站测试试样的力学与耐腐蚀性能,分析并建立显微组织与性能的内在联系。W含量实验结果表明:随W含量增加,经1100℃固溶的试样的铁素体相体积分数逐渐升高并细化奥氏体相,抗拉强度以及洛氏硬度逐渐增大,而延伸率持续减小,耐点蚀性能逐渐增强。含W量为5.766%的NSSC 2120的抗拉强度和洛氏硬度最大,分别为691.90 MPa、98.89 HRB,延伸率最低为25.60%,腐蚀电流密度最小为1.97μA·cm-2,电荷传递电阻最大为3.335×10~5Ω·cm~2,耐点蚀性能最佳。不同温度(1000~1150℃)固溶结果表明:随固溶温度升高,含W量为5.766%的NSSC 2120的抗拉强度以及洛氏硬度逐渐增大,延伸率持续减小。含W量为5.766%的NSSC 2120在1150℃的抗拉强度和硬度最大,分别为712.44 MPa和99.38 HRB,延伸率最低为22.50%,1100℃的耐点蚀性能最佳,腐蚀电流密度最小为1.97μA·cm-2,电荷传递电阻最大为3.335×10~5Ω·cm~2。不同温度(650~850℃)时效结果表明:随时效温度升高,含W量为5.766%的NSSC 2120的析出相数量先增加后减少。析出相为富W相,以小颗粒状和线条状分布在相界和铁素体相内,试样的耐腐蚀性能随析出相数量的增加而下降,其在750℃的耐点蚀性能和耐晶间腐蚀性能最差,腐蚀电流密度最大为3.90μA·cm-2,电荷传递电阻最小为1.217×10~5Ω·cm~2,再活化率Ra最大为12.75%。
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