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(yōu)異力學(xué)性能和耐腐蝕性能，廣泛應(yīng)用于石油、化工、港口、海底工程等領(lǐng)域。隨著石油開采技術(shù)的發(fā)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(jìn)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(fā)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(chǎn)應(yīng)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(nèi)外學(xué)者對雙相不銹鋼熱塑性機(jī)理進(jìn)行了大量基礎(chǔ)研究，普遍認(rèn)為α和γ兩相強(qiáng)度差異和動態(tài)回復(fù)機(jī)制差異是其熱塑性差的主要原因，兩相應(yīng)變不協(xié)調(diào)導(dǎo)致的裂紋在α/γ相界形成并擴(kuò)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(shù)人員以0Cr32Ni7Mo4N實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)鋼板的力學(xué)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(jié)果表明：
（1）室溫塑性變形時，α相多系滑移形成位錯胞狀結(jié)構(gòu)，γ相主要變形機(jī)制是單系滑移和機(jī)械孿晶，冷軋后α變形程度比γ相大。
（2）0Cr32Ni7Mo4N實(shí)驗(yàn)鋼熱加工性差，熱軋時多次回爐保溫依然邊部開裂；鑄態(tài)鋼坯經(jīng)1100℃固溶處理后，直接冷軋，壓下率達(dá)80%時，鋼板邊部平整無缺陷，冷成形性能良好。
（3）鑄態(tài)1100℃固溶后直接冷軋的試驗(yàn)鋼板，經(jīng)過1140℃熱處理3min后，組織均勻，晶粒細(xì)小，析出物數(shù)量很少，抗拉強(qiáng)度達(dá)到1082.9MPa，延伸率為29.3%，表面硬度小于36HRC，均滿足ASTM A789標(biāo)準(zhǔn)。
（4）0Cr32Ni7Mo4N實(shí)驗(yàn)鋼最佳的成形工藝路線：鑄態(tài)鋼坯經(jīng)過1100℃固溶處理，消除組織中的σ相并獲得均勻細(xì)小的γ晶粒；酸洗后進(jìn)行多道次冷軋，變形量80%以上保證熱處理后再結(jié)晶晶粒細(xì)小；冷軋后在1140℃熱處理獲得均勻的組織，使力學(xué)性能和耐腐蝕性能達(dá)到良好的配合。