至德钢业对双相不锈钢冷却过程中的相变行为分析结果

 双相不锈钢的发展与应用开始于20世纪30年代，法国在1935年获得第一个专利。双相不锈钢已发展了三代，第一代双相不锈钢以美国40年代开发的329钢为代表，含高铬、钼，耐局部腐蚀性能好，但含碳量较高（≤0.1%C），因此焊接时失去相的平衡，沿晶界析出碳化物导致耐腐蚀性及韧性下降，焊后必须经过热处理，一般用于铸锻件，在应用和发展上受到限制。前苏联50年代发展了含稳定元素钛的08X21H5T和08X21H6M2T钢，德国也有1.4582，法国有Uranus50，英国有Ferralium255,日本在美国329钢基础上降碳，提出了329J1钢种，这些钢都可作为可焊接的结构件使用。

  浙江至德钢业有限公司通过对实验双相不锈钢的热膨胀曲线测试结果及连续冷却后相变组织的分析，绘制出实验双相不锈钢的静态CCT曲线，如图所示，具体相交温度如表所示。不同冷却速率条件下的组织如图所示，包含铁素体、珠光体、贝氏体混合组织(AF为针状铁素体：GB为粒状贝氏体；BF为板条贝氏体)以及马氏体。在冷速较低时，相变方式以扩散相变为主，组织为铁素体和珠光体，随着冷速的加大，组织转变为贝氏体混合组织；当冷速大于20℃/s时，组织中出现了马氏体，随着冷速的继续增加，马氏体的体积分数增加，Ar3、Bs、Ms逐渐降低。

  由于冷却速度的增加使过冷度增大，使铁素体的临界形核功减小，形核率增大，对比图可以看出，冷速的增加使铁素体的晶粒尺寸得到一定程度的细化。而铁素体相变属于扩散相变，冷速增大使相变时间缩短，使铁素体在形核时，碳原子的扩散受到了抑制，所以相变温度随冷速增加而降低。当冷速达到一定值时，组织中便产生了贝氏体和马氏体一类的碳原子过饱和固溶体组织。由连续冷却实验结果可知，若想得到马氏体和铁素体的双相组织，首先必须要保证冷却速率达到一定值，使两相区的奥氏体可以完全地转化为马氏体。在连续冷却实验中，冷速为50℃/s时仍存在一定的贝氏体组织，所以在实验双相不锈钢管的中频感应热处理过程中，采用水淬的冷却方式，冷却速率可达到80℃/S以上。图所示为实验双相不锈钢在加热到900℃后水淬之后的微观组织，钢中几乎全部都是马氏体组织，所以选择该冷却速率能够达到双相不锈钢淬火的工艺要求。