保温时间对SAF2205双相不锈钢的组织和性能的影响

   浙江至德钢业有限公司技术人员发现在SAF2205双相不锈钢高温塑性变形中，基体铁素体为软相，变形首先在该相中进行，当变形量为30%时，由于变形量较小，应变大部分被铁素体承担，奥氏体内几乎没有塑性变形并且只有少量的变形孪晶。当变形量为50%、60%时，应变在奥氏体中也逐渐积累。变形量越大，奥氏体所积累的应变量就越大，奥氏体晶粒内逐渐积累，越来越多的变形存储能，其自由能就越大，使得图中d点越向右移，更加促进铁素体含量的增加，就越有利于γ→δ相变的发生。2205双相不锈钢高温变形试样中铁素体和奥氏体两相的相对含量测定结果与上述理论分析结果一致。变形温度对γ→δ相变的影响，可以解释为：变形温度越低，组织中奥氏体的含量就越大，其承担的变形量越大，有利于奥氏体自由能的提高，进而也有利于该相变的发生。

   将2205双相不锈钢试样加热到1200℃，变形量为30%，分别保温1小时、2小时、3小时进行塑性变形，变形量为30%，变形结束后立即水冷，固定高温组织。图为不同保温时间轴向试样的室温力学性能，由拉伸实验可知，分别保温1小时、2小时、3小时变形时，轴向试样的室温抗拉强度分别为745MPa、730MPa、705MPa，抗拉强度逐渐降低，而延伸率分别为31.3%、32%、34%，延伸率逐渐增加。由图金相照片可知，随着保温时间的延长，再结晶越充分，深灰色的铁素体晶粒和灰白色的奥氏体晶粒都长大并球化，经过高温塑性变形后也不能有效地减小其晶粒度，如图中所示，保温时间为3小时，铁素体严重长大，给变形给来了不利的影响，从而使得抗拉强度逐渐降低。由图可知，当保温时间由2小时增加到3小时，轴向试样的室温抗拉强度下降的程度较保温时间由1小时到2小时的大，而随着保温时间的延长，延伸率逐渐增加，但增加的幅度不大。从图发现，灰白色的奥氏体相中都出现了变形孪晶，说明，在塑性变形过程中，当滑移受阻时，试样将以孪生方式继续变形。

  浙江至德钢有限公司系统的研究了变形工艺对SAF2205双相不锈钢的组织和性能的影响，由于SAF2205合金含量较高，大约占30%，给高温塑性变形带来了困难。

  1.  SAF2205双相不锈钢在1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃变形时，在560公斤的空气锤下锻打2次，使变形量为30%左右，变形后试样都产生了纵向裂纹，只是随着变形温度的升高，使得变形抗力减小，在1200℃、1250℃变形时，产生的裂纹最细小。

  2. 当空气锤降为200公斤时，经过4次变形时，使得变形量达到30%时每道次变形量较小，当变形温度为1200℃、1250℃试样没有产生裂纹，然而其他变形温度皆产生裂纹，说明分别在1050℃、1100℃、1150℃变形时，即使经过小变形量也会产生裂纹而报废。

  3. 变形温度为1200℃时，轴向试样的室温抗拉强度比变形温度为1250℃的抗拉强度低，但是塑性比较好。在断口形貌中，在韧窝处没有发现第二相颗粒，室温拉伸曲线中由弹性变形阶段直接进入塑性变形阶段，没有屈服阶段。

  4.  在变形温度为1200℃时，随着变形量的增加，金相组织越细小，并且铁素体的含量有所增加，是因为在变形过程中会发生奥氏体向铁素体转变。当变形量为30%时，组织中只有少量的变形孪晶，随着变形量的增加，变形孪晶增多。

  5. 在变形温度为1200℃，变形量为30%时，随着保温时间的延长，基体组织中发生再结晶就越充分，金相组织中铁素体、奥氏体晶粒度都有一定程度的长大，并且通过塑性变形也不能有效地减小其晶粒度。从而使得轴向试样的室温抗拉强度降低，延伸率增加。