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緩冷制度對實驗不銹鋼管組織性能的影響

來源:至德鋼業(yè) 日期:2020-05-03 01:38:04 人氣:1634

  浙江至德鋼業(yè)有限公司在淬火之前增加一段緩冷過程,使實驗不銹鋼管中產(chǎn)生一定量的取向附生鐵素體,從而優(yōu)化雙相鋼不銹鋼無縫管的成形性能。緩冷溫度分別設(shè)定為860℃、820℃和790℃,緩冷溫降為110℃,到達終止溫度后,直接淬火至室溫,然后通過200℃的低溫回火,優(yōu)化馬氏體和鐵素體之間的塑性相容性。由于鐵素體相變?yōu)閿U散相變,所以提高了臨界區(qū)退火的溫度,以此來增加碳原子的擴散速率,為取向附生鐵素體的形成提供條件。在較高的臨界退火溫度下,奧氏體的含量升高,在一部分完成鐵素體相變之后,仍能保證淬火后具有一定的馬氏體體積分?jǐn)?shù),從而保證雙相鋼不銹鋼無縫管的強度。


  圖為臨界退火溫度分別為860℃和820℃時,雙相鋼不銹鋼無縫管的微觀組織掃描照片。由圖可見,緩冷初始溫度為860℃時,組織中出現(xiàn)了大量的貝氏體,只有少量的鐵素體和M/A島的存在。貝氏體的晶粒尺寸較大,內(nèi)部為粗大的貝氏體板條組織,如圖所示。在該條件下,臨界區(qū)的奧氏體僅有小部分在緩冷過程中相變?yōu)殍F素體,在緩冷結(jié)束時仍存在晶粒尺寸較大的奧氏體晶粒,由于實驗不銹鋼管的碳含量較低,所以在淬火過程中,實驗不銹鋼管中的奧氏體基本全部轉(zhuǎn)變?yōu)榘鍡l貝氏體,不能滿足雙相鋼不銹鋼無縫管的要求。在緩冷初始溫度為820℃時,由圖可見,實驗不銹鋼管的微觀組織由鐵素體、貝氏體和馬氏體島組成嗍。貝氏體的晶粒尺寸明顯大于鐵素體和馬氏體,所占體積分?jǐn)?shù)在20%左右。:圖為放大的后的微觀組織,由圖可見,貝氏體的邊緣處,在淬火過程中生成了一部分的馬氏體,但是由于淬透性不足,造成了其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)仍為較大的貝氏體板條。這是由于在緩冷結(jié)束后,仍存在部分晶粒尺寸較大的奧氏體,其內(nèi)部的碳濃度必然小于較小的奧氏體晶粒,直接影響到其淬透性,而導(dǎo)致貝氏體的產(chǎn)生。與860℃的緩冷始溫相比,在該條件下已有部分奧氏體淬火形成了馬氏體,晶粒細(xì)小并且分布均勻,但是由于貝氏體的存在,鐵素體所占體積分?jǐn)?shù)仍僅在30%左右。

    

  圖為緩冷初始溫度為790℃時,實驗不銹鋼管的微觀組織掃描照片,由圖可見,緩冷至接近鐵素體相變終止點后,實驗鋼管中的鐵素體含量有所提高,體積分?jǐn)?shù)接近50%,馬氏體島的尺寸有了明顯的細(xì)化。但在圖中,仍可以觀察到一定量的貝氏體組織,但是其含量已降至10%以下。在馬氏體相鄰處可以明顯的觀察到取向附生鐵素體的存在,如圖所示,馬氏體島出現(xiàn)在了鐵素體晶粒內(nèi)部,馬氏體島內(nèi)部的回火碳化物形態(tài)與上一小節(jié)中低溫回火組織相同。新生鐵素體和原鐵素體的晶粒取向相同,是通過原鐵索體的長大直接形成的,未相變的奧氏體在淬火后相變成為馬氏體,故出現(xiàn)了細(xì)小的馬氏體島存在于鐵素體內(nèi)部的現(xiàn)象,并且兩相的相界相比其他鐵素體和馬氏體的界面取向差較小,這與其來自同一原奧氏體晶粒有關(guān)。    

    

 對比不同緩冷初始溫度下雙相鋼不銹無縫管的微觀組織,可見隨著臨界區(qū)退火溫度的降低,組織中的貝氏體組織逐漸消失,但不能完全消除。馬氏體島的尺寸隨著溫度的降低有明顯細(xì)化的趨勢,并且緩冷溫度較低時,更利于取向附生鐵素體的產(chǎn)生。圖為新生鐵素體和細(xì)小馬氏體島的透射照片,在鐵素體內(nèi)部可以觀察到大量的可動位錯,其數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原鐵素體中的可動位錯數(shù)量,有文獻指出,取向附生鐵素體內(nèi)部存在大量的位錯,并且無沉淀相,因而具有較高的延性和較低的強度,幾乎不存在間隙原子,存在這樣的新生鐵素體,對實驗不銹鋼管的成形性能具有顯著的改善。


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