00Cr22Ni5Mo3N/S31803/S32205双相不锈钢试样力学性能分析

  浙江至德钢业有限公司通过对公司生产试验的00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢试样在不同温度下平面应变压缩的应力应变曲线，显示在不同温度的压缩变形过程中，当试样达到一定的应变量时，变形抗力将出现一个峰值。从图中可以看到，在1100℃以上温度变形时，峰值应力后应力应变曲线出现稳态的平台，应力保持不变，试样产生稳态塑性变形，这是由于材料的软化速率与硬化速率达到平衡而形成的。稳态区越长，表明钢的热塑性越好。因此，00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢在1100℃以上热塑性相对良好。

  00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢试样压缩变形的峰值变形抗力与变形温度的关系见图，试验表明，在900～1100℃，00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢试样压缩变形的峰值变形抗力随变形温度的升高而急剧降低：在1100℃以上，变形抗力的下降变得平缓。这为热加工提供了一个较宽的低负荷变形的温度范围。00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢和0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢试样在不同试验温度下的抗拉强度见图，对于0Cr18Ni10Ti类奥氏体不锈钢，热加工生产工艺已相当成熟，在相同试验条件下进行00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢和0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢的高温性能比较，可以增加对双相不锈钢热加工性能的认识。从这两种钢的高温拉伸试验结果看出，随温度的增高，00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢的抗拉强度与平面压缩峰值变形抗力具有相同的变化趋势。同时可以看到，00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢的高温抗拉强度明显比0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢的抗拉强度低，其高温抗拉强度约为奥氏体不锈钢的50%。

  至德钢业双相不锈钢项目工程师通过对00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢和OCr18Ni10Ti奥氏体不锈钢试样的断面收缩率与温度的关系曲线。可以看出，00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢在900～1150℃的变形温度范围内，试样的断面收缩率均可达到70%以上。0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢在950～1150℃的变形温度范围内，高温塑性明显比00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢高；但在1150℃以上，0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢的高温塑性急剧下降，而00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢的高温塑性显著上升，在1200℃以上接近或超过0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢的热塑性。高温拉伸试验时的断面收缩率表征了钢在热加工时的塑性变形能力，因此在制定穿孔工艺时，应当充分考虑00Cr22Ni5Mo3N 双相不锈钢与0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢高温塑性的差异，采取适当的技术措施。

  浙江至德钢业有限公司部分热压缩试样奥氏体相面积含量的测定结果见表，00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢平面应变热压缩试样未变形区和变形区奥氏体相的金相照片（放大倍数为500倍）。双相不锈钢的相比例，在很大程度上取决于钢的成分和加热温度。从试验结果可以看出，在00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢试样的未变形区和变形区，奥氏体相的数量都随温度的升高而减少，这表明在化学成分一定的条件下，加热温度对钢中奥氏体相数量起着决定性的作用。在试样的变形区，奥氏体相的形态因变形延伸变得细长，其面积含量较未变形区减少。在每一试验温度下，试样未变形区的奥氏体相数量可以认为就是钢在这一加热温度下的奥氏体相数量，而变形区的奥氏体相数量就是钢在这一温度变形终止时的奥氏体相数量。因此，对试验用的00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢而言，在1100～1250℃范围内热加工，可以把钢中奥氏体相数量控制在适合热加工的比例范围内，即在热加工加热温度下，把奥氏体相数量控制在10%左右，而在变形终止时奥氏体相数量控制在30%以内。