雙相不鏽鋼是由一定比例的鐵素體相和奧(ao)氏體相組成(cheng)的,因此兼有鐵素體不鏽鋼和奧(ao)氏體不鏽鋼的力學(xue)性能的特征:既有比較高(gao)的強度,又有良(liang)好的韌性。表9.42為三種雙相不鏽鋼力學(xue)性能和高(gao)鉻鐵素體不鏽鋼、奧(ao)氏體不鏽鋼力學(xue)性能對(dui)比。
雙相不鏽鋼是通過多(duo)種途徑得到(dao)強化的。兩(liang)相共存(cun)可以阻止(zhi)晶粒長大,同尺(chi)寸(cun)鋼材的雙相不鏽鋼晶粒隻相當於奧(ao)氏體不鏽鋼晶粒的一半(ban),雙相不鏽鋼在獲(huo)得細晶強化的同時,韌性也增加,因此應控(kong)製好熱(re)加工工藝以獲(huo)得晶粒較細的原始(shi)組織。鉻、鎳、鉬等(deng)元素溶入兩(liang)相中可以固(gu)溶強化,但在兩(liang)相中的強化程度不同。氮原子以間隙固(gu)溶方式主要集中在奧(ao)氏體相中,其強化作(zuo)用(yong)較置換方式明顯。雙相不鏽鋼還可以通過冷變(bian)形(xing)方式得到(dao)強化。
雙相不鏽鋼具(ju)有較好的韌性主要是奧(ao)氏體相的貢(gong)獻。奧(ao)氏體能抑製鐵素體相中已產生的裂(lie)紋繼(ji)續擴展。碳、氮等(deng)間隙元素在奧(ao)氏體中的溶解(jie)度高(gao),自高(gao)溫冷卻(que)時不易析出碳氮化物(wu),可以抑製晶界(jie)脆(cui)化。奧(ao)氏體可以阻止(zhi)高(gao)溫加熱(re)時鐵素體晶粒的長大。由於鐵素體相在雙相不鏽鋼中占有50%~65%的比例,鐵素體鋼所固(gu)有的各(ge)種脆(cui)化傾向也都(du)會(hui)在雙相不鏽鋼中反映出來。
鎳在雙相不鏽鋼中是主要控(kong)製相平衡的元素,鎳含量過高(gao)將使(shi)鋼中奧(ao)氏體含量超過50%,此時鐵素體相中更多(duo)地富(fu)集鉻、鉬等(deng)促(chun)進出現脆(cui)性的。相轉(zhuan)變(bian)的元素,降低鋼的韌性。而(er)鎳含量過低,又會(hui)導致(zhi)鐵素體含量高(gao),同樣使(shi)鋼的韌性下降。雙相不鏽鋼中的鎳含量一般控(kong)製在4.5%~7.5%。
鉻在雙相不鏽鋼中主要起(qi)耐(nai)蝕(shi)作(zuo)用(yong),隨(sui)鉻含量的提(ti)高(gao),鋼的耐(nai)蝕(shi)性提(ti)高(gao),但鉻含量的提(ti)高(gao)能加速a、σ等(deng)脆(cui)性相的析出,使(shi)鋼的脆(cui)性增加,韌脆(cui)轉(zhuan)變(bian)溫度明顯升高(gao)。在雙相不鏽鋼中鉻含量一般控(kong)製在18%~28%。
鉬在雙相不鏽鋼中促(chun)進a、σ、x等(deng)脆(cui)性相的析出,並使(shi)析出溫度上移(yi),加大鋼的脆(cui)化傾向和缺口(kou)敏感性。鉬的加入量一般不超過4%。
鎢在雙相不鏽鋼的作(zuo)用(yong)與鉬相似。鎢與鉬相比,能延緩(huan)脆(cui)性相的析出,降低鋼的脆(cui)化傾向,但鎢含量達4%時,會(hui)因析出拉(la)弗斯相導致(zhi)鋼的脆(cui)化。雙相不鏽鋼中的鎢含量不超過2%。