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不鏽鋼板的材料組織控製

時間:2015-5-7 15:49:11

      我國現已成為世界上產量最大的不鏽鋼生產國,但由大變強還應該學習國際經驗,在提高產品質量和擴大品種方麵進行技術研發。特別是不鏽鋼作為耐蝕性強的鋼種,其化學性質本由合金成分來決定,但為充分發揮合金本來具有的特性,需以材料組織的最佳化為前提。同時,不鏽鋼還是機械性能優良的材料,為和其它鋼鐵材料具有同樣的強度、加工性和韌性等必要的特性,亦需要最佳的材料組織控製。為此,根據日刊資料介紹點相關情況,以供參考。

1 按材料組織對不鏽鋼分類
  由於不鏽鋼的特性和其材料組織有密切的關係,故通常按組織分類為各係。如日常用的大宗產品,有由SUS304所代表的奧氏體係不鏽鋼和以SUS430和高純鐵係體係組成的鐵素體不鏽鋼,以及由SUS420J1所代表的淬火硬化能高的馬氏體係不鏽鋼等,其它特殊品種還有雙相不鏽鋼和析出強化係不鏽鋼等。若從主要組成元素看,則奧氏體係不鏽鋼、雙相不鏽鋼和析出硬化係不鏽鋼可分別稱為Ni-Cr係或Ni係不鏽鋼;而鐵素體係不鏽鋼和馬氏體係不鏽鋼則稱為Cr係不鏽鋼。
2 不鏽鋼的組織、材質控製和新鋼種開發
(1) 奧氏體係不鏽鋼(SUS304、SUS301和SUS304JI)
  SUS304具有耐蝕性、耐熱性和加工性俱優的特性。由和它對應的Fe-Cr-8%Ni合金的平衡狀態圖得知,其初晶為鐵素體,但18%Cr的SUS304的凝固狀態卻采取了稱之為FA的模式,即先以鐵素體(亦稱涮靨澹┠毯蠖緯砂率鹹濉4四討械牟辛秈靨逵欣誚辛禿附郵輩灰撞鹽啤R蛭率鹹宓慕峋Я=繅騍致易脆化,但鐵素體則由於對S的固溶度大致發揮了固S的作用,其結果可使奧氏體的結晶粒界得以清淨而強化。在不鏽鋼板的生產工序,一般多采取在連鑄時殘留部分鐵素體而在熱軋加熱時可固溶化為奧氏體單相的原則調整成分。
  SUS309的鋼板在冷軋後實施固溶化熱處理以形成奧氏體單相組織下使用。但SUS304因含有0.05%的C,因此在由奧氏體單相溫度區緩冷時將有Cr23C6等含Cr碳化物在晶界析出,使晶界附近的組織中Cr不足而產生粒界腐蝕現象,亦即產生敏感化,從而在使用SUS304時應注意參考敏感化曲線(TTS曲線)進行加熱,以防止出現意外損壞。還可在必要時改用磷鐵球腐蝕阻抗強化的鋼種,如減少C的SUS304L和增加Mo的SUS316等鋼種。
  SUS304的機械性能亦優,特別是延伸性和加工硬化指數n值大,致外延加工性優。SUS304和SUS301被稱為冷穩定奧氏體不鏽鋼,加工時則產生奧氏體變態為馬氏體的加工誘發變態,通過電子顯微鏡觀察圖象得知,由於伴隨加工所施加的應力助長了馬氏體變態所需的剪斷變形,致使變態的驅動力加大而形成加工誘發馬氏體變態的。由於它的形成致使縮頸等局部變形受到抑製而得到高延伸性的變態誘發塑性(TRIP)。