不同變形工藝后0Cr32Ni7Mo4N雙相不銹鋼的組織及性能
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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雙相不銹鋼室溫組織由鐵素體（α相）和奧氏體（γ相）兩相組成，其以優異力學性能和耐腐蝕性能，廣泛應用于石油、化工、港口、海底工程等領域。隨著石油開采技術的發展，深海鉆井對使用材料提出了更高的要求，瑞典Sandvik公司研制出的SAF3207 HD無縫管，用于連接海面控制平臺和海底鉆井的海底臍帶，可進一步減少臍帶管壁厚和自重，在深水和高壓下代替SAF2507使用，使深海底的油田開發成為可能。
雙相不銹鋼的熱加工性能較差，極大地制約了其生產應用，尤其像SAF3207 HD這樣的高牌號鋼種，熱加工問題尤為突出，近年來，國內外學者對雙相不銹鋼熱塑性機理進行了大量基礎研究，普遍認為α和γ兩相強度差異和動態回復機制差異是其熱塑性差的主要原因，兩相應變不協調導致的裂紋在α/γ相界形成并擴展，但目前還沒有解決雙相不銹鋼熱塑性差的有效辦法，針對SAF3207 HD鋼的研究更是鮮有報道。
某公司技術人員以0Cr32Ni7Mo4N實驗鋼為研究對象，自行熔煉鑄錠，開展熱軋后冷軋和鑄錠固溶處理后直接冷軋的實驗，對比不同成形工藝所制備試樣的室溫塑性變形能力，測試實驗鋼板的力學性能和耐腐蝕性能，分析加工工藝對0Cr32Ni7Mo4N性能的影響，探討高牌號雙相不銹鋼直接冷軋的可行性。研究結果表明：
（1）室溫塑性變形時，α相多系滑移形成位錯胞狀結構，γ相主要變形機制是單系滑移和機械孿晶，冷軋后α變形程度比γ相大。
（2）0Cr32Ni7Mo4N實驗鋼熱加工性差，熱軋時多次回爐保溫依然邊部開裂；鑄態鋼坯經1100℃固溶處理后，直接冷軋，壓下率達80%時，鋼板邊部平整無缺陷，冷成形性能良好。
（3）鑄態1100℃固溶后直接冷軋的試驗鋼板，經過1140℃熱處理3min后，組織均勻，晶粒細小，析出物數量很少，抗拉強度達到1082.9MPa，延伸率為29.3%，表面硬度小于36HRC，均滿足ASTM A789標準。
（4）0Cr32Ni7Mo4N實驗鋼最佳的成形工藝路線：鑄態鋼坯經過1100℃固溶處理，消除組織中的σ相并獲得均勻細小的γ晶粒；酸洗后進行多道次冷軋，變形量80%以上保證熱處理后再結晶晶粒細小；冷軋后在1140℃熱處理獲得均勻的組織，使力學性能和耐腐蝕性能達到良好的配合。