超级奥氏体不锈钢254SMo的高温析出相研究
超级奥氏体不锈钢254SMo在20世纪70年代诞生于瑞典,是一种超低C、高Cr、高Mo的奥氏体不锈钢,含有N、Cu等合金元素,具有优异的耐点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀性,在氯化物和还原性酸介质中的耐蚀性尤为突出,主要用于石油、化工等
行业。奥氏体不锈钢中的高温析出相主要为碳化物、氮化物和金属间化合物,这些析出相通常被认为是有害相,可导致材料的力学性能和耐腐蚀性能下降。鉴于此,本文
研究了固溶时效处理及夹杂物对超级奥氏体不锈钢254SMo高温析出相的影响,以为该钢的冶炼及热轧生产工艺制订提供指导。
材料为超级奥氏体不锈钢254SMo,其化学成分为(质量百分数,%):
≤0.02C,≤0.8Si,≤1.0Mn,≤0.03P,≤0.011S,9.5~20.5Cr,6.0~6.5Mo,17.5~18.5Ni,0.5~1.0Cu。试样规格为10mm×10mm×10mm,具体热处理工艺为:将254SMo铸态试样进行固溶处理,工艺为1250℃×30min,水冷,然后将固溶处理的试样分别在不同时效温度950、1000、1100和1200℃下保温1、3、5h后水冷。所有热处理加热均在箱式电阻炉中进行。
超级奥氏体不锈钢254SMo在固溶处理1250℃×30min处理后,其组织为单一奥氏体,高温析出相基本完全溶解。当时效温度950℃,随时效时间的延长,高温析出相的数量逐渐增加;当时效时间为5h,随着时效温度的升高,高温析出相的数量越来越少。高温析出相为σ相,形貌多以条状和胞状分布为主,主要为富Cr、Mo、低Ni的化合物,其硬度高于基体,属于硬质相,这种硬质相的形成会降低超级奥氏体不锈钢254SMo的热加工性。