浙江至德鋼業有限公司技術人員通過長期生產研究發現,雙相不銹鋼冷卻速度對先共析轉變過程的影響主要有以下幾點:


一、實驗材料與實驗設備


1. 實驗材料


  雙相不銹鋼選用浙江至德鋼業有限公司真空冶煉爐冶煉,化學成分如表2-3所示。為避開鋼板中心偏析,選取鋼板寬度方向1/4處進行取樣,機械加工成φ3mmx10mm的圓柱形試樣,如圖2-6所示。實驗在全自動相變儀 Formaster-FII實驗機上進行。


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2. 實驗設備


  實驗在全自動相變儀 Formaster-FII實驗機上進行。


二、實驗方法


  以10℃/s的冷速加熱到1200℃,保溫300s,使雙相不銹鋼試樣完全奧氏體化,靜態的熱模擬實驗以10℃/s冷卻到950℃,保溫30s,消除溫度梯度對實驗試樣的影響,并以1℃/s、10℃/s、40℃/s冷卻到室溫,如圖3-7所示。


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三、實驗結果及分析


  1. 金相組織分析


  圖3-8a、b、c為不同冷卻速度下雙相不銹鋼熱模擬試樣的微觀組織。當冷卻速度為1℃/s時,最終組織為等軸狀鐵素體和珠光體,如圖3-8a;當冷卻速度為10℃/s時,最終組織為鐵素體和貝氏體,如圖3-8b;當冷卻速度為40℃/s時,最終組織為沿原奧氏體棱邊析出的鐵素體和貝氏體,如圖3-8c.對比3種冷速下的組織,可以看出,在其他條件相同的情況下,冷卻速度越大,最終組織中鐵素體體積分數越少,鐵素體晶粒的尺寸越小。


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  2. 相變動力學曲線分析


  將實驗過程中所獲得的熱膨脹曲線進行f=f(t)數學處理,得到圖3-9所示的相變動力學曲線。從相變動力學曲線可以發現,隨著雙相不銹鋼冷卻速度的增大,相變總時間顯著縮短,相變速度明顯加快。


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   奧氏體化溫度越低,相變前的奧氏體晶粒尺寸越細小。減小相變前奧氏體晶粒尺寸,能夠同時促進棱邊鐵素體析出量和析出速度。所以,奧氏體晶粒越細小,棱邊鐵素體的析出速度相對越快,棱邊鐵素體析出飽和時對應的體積分數越大。雙相不銹鋼冷卻速度增大,相變總時間顯著縮短,相變速度明顯加快,同時冷卻速度增加鐵素體體積分數中棱邊形核占比高,且析出快。


  雙相不銹鋼中的奧氏體化溫度越低,鐵素體相變溫度提高,鐵素體更易析出,同時在未完全奧氏體化的情況下,后續相變過程中的鐵素體始終大量存在。完全奧氏體過程到奧氏體化程度較低的過程變化中,貝氏體的相變區域是增加,然而區間擴大而體積分數是降低的,發生貝氏體轉變的溫度也是逐步降低,這說明碳含量的影響更為主要,而相變驅動力的影響相對來說要更為弱化。隨著奧氏體化溫度降低,珠光體相變與馬氏體相變區間均得到擴大。