化學成分對ASTMA890雙相不銹鋼組織的影響

雙相不銹鋼由于其組織構成為鐵素體(α相)和奧氏體(γ相)兩相，因而兼備了鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優點，擁有良好的力學性能和耐腐蝕性能，在石油、化工、軍工等領域得到廣泛應用。雙相不銹鋼中兩相組成和相比例與其化學成分有關。鉻和鉬是鐵素體形成元素，增加鉻和鉬的含量將使鐵素體體積分數增加;鎳是奧氏體形成元素，鎳含量的增加將使雙相不銹鋼中奧氏體含量增加，鐵素體含量減少。雙相不銹鋼中兩相比例的變化將導致其力學性能與腐蝕抗力的變化，只有當α、γ兩相接近1:1時，才能獲得最佳的綜合性能。所以找出成分與組織之間的變化規律是得到高性能不銹鋼的必要條件。

　　哈爾濱工程大學的研究人員對ASTMA890雙相不銹鋼進行了研究，雙相不銹鋼試樣采用真空爐精煉，分別澆注成梅花試樣。試樣經過相同的熱處理工藝：1100℃×1h→水冷。金相組織觀察和照片制取采用OLYMPUS-311-U數碼顯微照相金相顯微鏡。由于試樣是雙相不銹鋼，有較強耐腐蝕性，因此需要選用配制具有強腐蝕性的腐蝕劑：1g苦味酸+10ml鹽酸+100ml酒精，腐蝕3min左右，腐蝕完后用酒精沖洗干凈。

　　研究發現：隨著Cr元素含量的增加，奧氏體相的含量逐漸減少;當Cr元素的質量分數達到27%時，奧氏體含量減少很多。這是因為Cr元素是鐵素體形成元素，增加Cr元素的量，能提高鐵素體的形成能力。所以控制Ni元素的量不變時，增加Cr元素的量，鐵素體的量將增加，奧氏體的量則將相應地減少。

　　顯微金相結果還顯示：奧氏體相的含量隨著Ni元素含量的增加而增加，當Ni元素的含量達到6.92%時，奧氏體含量增加很多。這是因為Ni元素是奧氏體相形成元素，增加Ni元素的含量，能提高奧氏體相的形成能力，阻礙奧氏體向鐵素體的同素異構轉變速度，增大了鐵素體的形核功。所以控制Cr元素的含量不變時，增加Ni元素的含量，奧氏體含量將增加，鐵素體含量則將相應地減少。

　　利用金相顯微鏡對試樣進行組織觀察，結合體視學定量金相，利用最小二乘法對所測得的數據進行擬合，建立雙相不銹鋼的組織及相比例與化學成分之間的直接聯系。從數據的擬合和推算得到了成分與組織的線性關系解析式，該解析式表述簡單，極易掌握，可以指導在配制爐料和熔煉過程中化學成分的調整，保證在規定的熱處理條件下能夠獲得雙相不銹鋼的最佳組織狀態。