固溶溫度對(duì)2507雙相不銹鋼組織與耐蝕性能的影響

  2507雙相不銹鋼具有較高的合金含量,并且將鐵素體不銹鋼較高的耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能和高強(qiáng)度以及奧氏體不銹鋼優(yōu)良的韌性和焊接性能結(jié)合在一起,正是這些優(yōu)良的性能使2507雙相不銹鋼在石油和天然氣中得到較為廣泛的應(yīng)用。

  當(dāng)雙相不銹鋼化學(xué)成分一定時(shí)其良好性能會(huì)受到熱處理工藝的影響,熱處理工藝不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致σ相、χ相、鉻的氮化物等有害相的析出,這些有害相會(huì)降低2507雙相不銹鋼的耐蝕性能。而正確的熱處理工藝會(huì)使2507雙相不銹鋼獲得合適的α/γ相比例,進(jìn)而便于控制有害相的析出。所以,為了使2507雙相不銹鋼得到更為有效的應(yīng)用,需要對(duì)其在不同熱處理工藝下組織特征以及耐蝕性能做出有效判斷,進(jìn)而為優(yōu)化實(shí)際生產(chǎn)工藝提供幫助。

  試驗(yàn)材料為直徑10mm的2507雙相不銹鋼棒材,其主要化學(xué)成分見表1。電化學(xué)測(cè)試試樣直徑為10mm,高10mm。熱處理工藝為固溶處理,將試樣分別于1000、1050、1100、1150及1200℃下保溫0.5h后水冷。

表1

  采用化學(xué)腐蝕對(duì)金相試樣進(jìn)行腐蝕,觀察面為縱截面。試樣的固溶組織通過光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察,并結(jié)合Image-Pro-Plus圖像分析儀軟件6.0版測(cè)定相比例。每個(gè)試樣測(cè)量15個(gè)視場(chǎng)。動(dòng)電位極化曲線測(cè)試采用的是Gamry Refence600電化學(xué)工作站,試樣通過環(huán)氧樹脂進(jìn)行封裝并打磨至表面光滑。慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)在SCC-1型應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,試驗(yàn)拉伸速率為1×10-4mm/s,試驗(yàn)介質(zhì)為空氣和3.5%NaCl溶液,試驗(yàn)溫度為室溫,采用掃描電鏡觀察拉伸斷口顯微形貌。為了研究斷口裂紋在2507雙相不銹鋼兩相組織中的分布,將固溶態(tài)為1050℃的拉伸斷口沿軸線剖開,將縱截面進(jìn)行化學(xué)腐蝕,隨后利用超景深進(jìn)行觀察。

  結(jié)果表明

 ?。?)隨著固溶溫度升高,2507雙相不銹鋼中鐵素體σ相含量升高奧氏體γ相含量降低,1050℃時(shí)兩相比例接近1∶1,固溶溫度低于1050℃時(shí)有少量σ相在鐵素體與奧氏體相界析出。

 ?。?)隨著固溶溫度升高2507雙相不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能先升高后降低,當(dāng)固溶溫度為1050℃時(shí)2507雙相不銹鋼有較好的抗點(diǎn)蝕性能。

 ?。?)2507雙相不銹鋼的斷裂應(yīng)變和斷裂時(shí)間隨著固溶溫度的升高先增大后降低,且當(dāng)固溶溫度為1050℃時(shí)均呈現(xiàn)最大值,說明該固溶溫度下鋼有較低的應(yīng)力腐蝕敏感性。

 ?。?)奧氏體相對(duì)裂紋的擴(kuò)展有一定的抑制作用,裂紋優(yōu)先在鐵素體相中發(fā)生和傳播。