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奥氏体型不锈钢带的化学成分及金相组织
点击次数:2407 发布时间:2012-10-10

 

                                                  奥氏体型不锈钢带的化学成分及金相组织成分
  从Fe-Cr-Ni三元系平衡相图的分析中可知,当70%Fe等浓度断面中镍含量为10%时,该合金在800-1000下为r单相。具代表性的Cr18-Ni8钢由于存在碳、氮等奥氏体稳定化元素,因此室温下即为r单相。其中氮较碳有约两倍的固溶度,因而含氮量为0.1%-0.3%的高强度不锈钢己得到了应用。
  目前己明确碳、氮、钴、锰和铜等元素是奥氏体稳定化元素,铝、钒、钼、硅和钨等元素是铁素体稳定化元素。
  作为固相内的平衡相,除α相、r相以外还有金属间化合物σ相。碳、氮和镍等奥氏体稳定化元素抑制σ相的生成,但锰与钼、硅、钛、铌、锆、钒和铝等铁素体稳定化元素促进σ相的生成。除此以外在奥氏体型不锈钢带中由于添加不同的元素,还有可能生成拉弗斯(Laves)相或x相等金属间化合物。其析出的反应是随合金组成、时效温度及制造合金时的加工和热处理条件来决定的,是一个非常复杂的变化。
  在钢中添加铬、镍、锰、碳和氮等元素时,马氏体相变初始温度Ms几乎与这些合金元素的添加成比例降低,在常温下也可保持r相。奥氏体不锈钢带就是其具代表性的合金之一。
  虽说为使奥体型不锈钢带的r相稳定添加了大量的锰或镍,但实际上r相往往并非稳定而是处于亚稳定态。从热力学角度来看可以说α相到是稳定的。一般称这些奥氏体相为亚稳定奥氏体相。当对亚稳定奥氏体相冷却低温或室温下进行加工时,其中的部分或全部亚稳定奥氏体相将发生马氏体相变。
  通过对奥氏体型不锈钢带进行冷却或加工得到的马氏体中除有α’相外还有ε相。该相具有hcp结构.且有0.7%左右的收缩,是非磁性的,容易发生加工诱发相变。ε相是当CrNi53Cr+Ni定为24%时生成的。由于面心立方结构的(111)面的每两个原子面上发生堆垛缺陷时将成为ε马氏体结构,因此ε相的生成和堆垛缺陷有着密切的关系。
  奥氏体型不锈钢带的马氏体相变中一个重要的问题是,一旦发生马氏体相变后经再加热进行恢复的问题。对于Cr18-Ni8钢主要发生扩散型的逆相变,而象Cr16-Ni10钢则发生剪切的逆相变。后者的铬含量较前者低,镍含量较前者高。
  从金相组织上来看,奥氏体型不锈钢带是相对稳定的,其中碳化物的析出与其耐蚀性能、高温强度以及韧性等主要性能密切相关。在通常作为固溶热处理温度1000附近,碳的固溶量可达到zui高,但当温度低于800时固溶量急剧下降而产生碳化物。所以进行固溶化处理或焊接后如果冷却速度过慢,在晶界上会产生碳化物,成为晶间腐蚀的原因。钢中的碳有活性随镍含量的增加而增加,随铬含量的增加而减少。也就是说镍的增加使碳的固溶量减少,铬的增加使碳的固溶量增加。另外在晶界还析出铬碳化物,合金添加元素有时也生成相应的碳化物。
                                                 南京固琦分析仪器制造有限公司

 

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