金屬間相對(duì)雙相不銹鋼性能的有哪些影響

　　雙相不銹鋼中除化學(xué)成分和相比例外，金屬間相的析出也對(duì)鋼的性能有顯著影響。雙相不銹鋼中的金屬間相主要有σ相、χ相、R相、α相、π和Fe3Cr3Mo2Si2相等。這些相都屬脆性相、會(huì)影響鋼的耐腐蝕性能,需盡量避免它們的析出。成都不銹鋼這里逐一介紹一下：

　　(1)σ相 雙相不銹鋼中σ相是危害性最大的—種析出相，它硬且脆，可顯著降低鋼在不銹鋼工程施工中的塑性、韌性;又由于它富鉻，因而在其周圍往往出現(xiàn)貧鉻區(qū)或由于它本身的溶解而使鋼的耐腐蝕性能降低。在Fe-Cr二元系合金中，例如在高鉻鐵素體不銹鋼中，σ相的形成溫度一般低于820℃,且形成速度很慢，約需數(shù)小時(shí)，因此，從高溫冷卻,就σ轉(zhuǎn)變而言,并不是一個(gè)要考慮的問題，但對(duì)雙相不銹鋼就不同了，由于鐵素體相中鉬和鎳的存在，尤其是鉬，擴(kuò)大了σ相的形成溫度范圍和縮短了形成時(shí)間，σ相甚至在高于950℃時(shí)存在，而且數(shù)分鐘之內(nèi)即可忻出，因此，為了避免σ相的析出，雙相不銹鋼，尤其是含高鉻、鉬的超級(jí)雙相不銹鋼，在固溶處理后要求快冷。

　　(2)χ相 在雙相不銹鋼中χ相一般在700～900℃溫度范圍內(nèi)首先沿鐵素體晶界及鐵素體-奧氏體相界析出,通常析出的數(shù)量要比σ相少很多;與σ相相比,它在較低的溫度和較窄的溫度范圍內(nèi)存在。χ相同樣對(duì)在不銹鋼工程施工中鋼材料的韌性和耐蝕性能有不良的影響.但因它常與σ相共存，也很難區(qū)分他們的影響，又因它占的比例較少，顯得不如σ相那么重要，但也不容忽視。例如，SAF2507雙相不銹鋼在低于σ相轉(zhuǎn)變溫度處理時(shí)，出現(xiàn)孔蝕，這顯然與χ相，而不是與σ相有關(guān)。σ相中含有較高的鉬,還含有鉻，與它同時(shí)產(chǎn)生的二次奧氏體必然相對(duì)貧鉻和鉬，引起耐腐蝕性能下降。

　　(3)a'相 早期研究曾發(fā)現(xiàn)，鉻含量大于15%Cr的鐵素體不銹鋼在400～500℃溫度范圍內(nèi)長期時(shí)效時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重脆化，使鋼的硬度顯著提高,這種現(xiàn)象稱之為475℃脆性。雙相不銹鋼也同樣存在在這一現(xiàn)象，不過它僅發(fā)生在鐵素替相內(nèi)。現(xiàn)已研究確定,導(dǎo)致475℃脆性的原因a’相有關(guān)。早期研究認(rèn)為。a'相的產(chǎn)生是由于在520℃以下。σ→a+a'反應(yīng)的結(jié)果，近期多數(shù)研究者認(rèn)為，鐵素體在一定溫度范圍內(nèi)按照spinodal分解機(jī)制發(fā)生兩相分離.形成富鉻和富鐵的業(yè)微觀尺度原子偏聚區(qū)，即a'和a相。采用TEM不易觀察到鐵素體基體上的。a'相，因?yàn)閮上喽季哂畜w心立方晶格結(jié)構(gòu)。彼此共格存在，a'相的晶格常數(shù)為0.2877nm，介于鐵與鉻的晶格常數(shù)(αCr=0.2885nm，αFe=0.2866nm)之間，難于辨別因都Spinodal分解產(chǎn)生的富鉻和富鐵區(qū)。近年，采用一些近代物理的研究方法，如原子探針(AP)、原子探針和場(chǎng)離于顯微鏡(APFIM)、穆斯堡爾譜儀等，以及電化學(xué)動(dòng)電位再活化法(EPR)對(duì)Spinodal分解現(xiàn)象進(jìn)行了大量的研究，證實(shí)了富鉻a'相和富鐵a相的存在。

　　(4)R相 最早在0Cr21Ni7Mo2Cul(Uranus50)雙相不銹鋼中觀察到R相,它是含高鉬的一種金屬間相，化學(xué)式為Fe2Mo。在研究00Cr18Ni5Mo3Si2雙相不銹鋼的相變時(shí),也發(fā)現(xiàn)了這種相，它的析出溫度范圍為550～750℃,在550℃10h時(shí)效門的金屬薄膜中可觀察到平均長50nm、寬15nn、厚小于5nm的小片狀沉淀相，在鐵素體{110｝面上析出，并沿{110｝及{110｝方向長大，50h后長大成不規(guī)則的顆粒，650℃為析出峰，此時(shí)析山量增多，但顆粉長度方向增長不明顯，只是厚度方向加大而變成粒狀。750℃時(shí)析出量顯著減少。電子衍射花樣標(biāo)定α=1.083mn c=1.915nm ,能譜半定量得出此相化學(xué)式為Fe2-4Cr1-3MoSi，含高鉬、硅。近年有關(guān)于在超級(jí)雙相不銹鋼實(shí)驗(yàn)中觀察到R相的報(bào)導(dǎo)。

　　(5)π相 近年在22Cr-8Ni-3Mo焊縫金屬中。在600℃時(shí)效時(shí)。發(fā)現(xiàn)有π相，它與R相相同，在鐵素體晶粒內(nèi)析出，含有高鉻和鉬，約含28%Fe、35%Cr、3%Ni和34%Mo，化學(xué)式為Fe7Mo13N4，，也是一種氮化物。

　　(6)Fe3Cr3Mo2Si2相 在00Cr18NiMo3Si2雙相不銹鋼中發(fā)現(xiàn)了一種片狀金屬間相——Fe3Cr3Mo2相，它的析出溫度范圍為450～750℃，往往在α/γ相界及α晶界、亞晶界上析出，有時(shí)也會(huì)以細(xì)針狀向晶內(nèi)延生，并且常常也會(huì)與在晶界上析出的Fe2-4Cr1-3MoSi相共存。600℃為此相的析出峰，700℃顯著減少，750℃以上消失。此金屬間相不易長大，550℃5h時(shí)效時(shí),其厚度小于20nm，至650℃50h時(shí)效,也僅增厚至50nm左右。