时效处理对超级奥氏体不锈钢组织性能的影响

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超级奥氏体不锈钢是20世纪60年代发展起来的含有高铬、镍、钼和超低碳的特种不锈钢。与传统的奥氏体不锈钢相比,超级奥氏体不锈钢具有优异的耐点蚀和耐缝隙腐蚀性能。由于超级奥氏体不锈钢在氯化物及很多还原性酸介质中优越的耐蚀性而被广泛应用于造纸漂白、海水脱盐、烟气脱硫和化工废气处理等一些较恶劣腐蚀环境中。然而,当超级奥氏体不锈钢在高温下长时间保温,会有很多析出相出现,包括碳化物、氮化物和金属间相等,最常见的第二相是M23C6型碳化物及金属间相σ,chi及Laves相。还有一些第二相如:M6C,π,R及Cr2N比较少见。这些析出相对材料的力学性能、腐蚀性能和组织稳定性有着重大的负面作用,对于还未大量在高温环境中应用的超级奥氏体不锈钢来说,研究其析出行为和对性能的影响比工程应用显得更为重要,避免超级奥氏体不锈钢在热加工、热处理及焊接等高温加工过程有害的第二相出现,为其今后的实际应用提供理论基础。本课题采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、透射电镜和动电位极化曲线法等,对254SMo和904L两种超级奥氏体不锈钢材料的高温析出相的析出规律进行了研究;掌握了不同热处理工艺对超级奥氏体不锈钢力学性能的影响,明确了热处理制度、合金成分、第二相析出和点蚀性能之间的关系。获得的主要结论如下:904L的析出敏感温度为900℃,254SMo的析出敏感温度为950℃。904L的析出相主要集中在晶界,而254SMo晶界和晶内均有析出,Mo含量较高的254SMo更容易产生析出相。经过SEM和TEM分析得出904L中的析出相以链状连续分布于晶界,主要为σ相。254SMo析出相的类型比较复杂,其晶界和晶内均有析出,在晶界主要表现为块状和长条状,晶内主要为粒状,经分析,晶界块状为σ相,晶界条状和晶内粒状为chi相。析出相的出现对超级奥氏体不锈钢力学性能有一定的影响,明显降低了高温下超级奥氏体不锈钢的塑性。随着时效温度逐渐接近钢的析出敏感温度以及时效时间的延长,两种超级奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能明显下降。
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