熱處理對不同氮含量316L不銹鋼組織及力學(xué)性能的影響
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
瀏覽：0
316L不銹鋼為00Cr17Ni14Mo2超低碳鋼，比0Cr17Ni14Mo2韌性和耐酸性好，具有好的耐晶間腐蝕性，有良好的綜合性能和工藝性能，是目前應(yīng)用較為廣泛的奧氏體不銹鋼。但此鋼在450～850℃停留在氯化物中易引起晶間腐蝕，所以應(yīng)進(jìn)行固溶處理以保證其耐腐蝕性能。加入氮會提高316L奧氏體不銹鋼中奧氏體相穩(wěn)定度，減少其在高溫下σ鐵素體的形成；經(jīng)過固溶強(qiáng)化來提高強(qiáng)度，但會使層錯能降低，產(chǎn)生α馬氏體，降低韌性。為此，科研人員將不同氮含量316L不銹鋼在不同固溶溫度下進(jìn)行實(shí)驗研究，通過分析其在不同固溶溫度下的組織、力學(xué)性能及沖擊斷口，探究固溶溫度的變化所產(chǎn)生的影響，為改善316L的應(yīng)用和生產(chǎn)提供有力的依據(jù)。
實(shí)驗用鋼為真空感應(yīng)熔煉，其主要化學(xué)成分見表1。試樣經(jīng)鍛造及熱軋被制成寬110mm、厚12mm的板材。
表1 不同氮含量316L不銹鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%）
|
|
C
|
Si
|
Mn
|
Cr
|
Ni
|
Mo
|
N
|
Fe
|
|
316L
|
0.0094
|
0.49
|
0.96
|
17.09
|
14.04
|
2.53
|
未加
|
余量
|
|
316LN
|
0.01
|
0.49
|
0.87
|
17.09
|
14.04
|
2.56
|
0.14
|
余量
|
在兩種化學(xué)成分的316L不銹鋼熱軋板材上取樣，設(shè)固溶溫度分別為950、1000、1050、1100和1150℃，保溫40min后水冷。金相腐蝕為1gKMnO4＋98mLH2O＋10mLH2SO4混合溶液，采用50℃水浴鍋加熱腐蝕，時間90min。析出物觀察腐蝕選用5gCuCl2＋25mLCH3CH2OH＋30mLHCl配比的混合溶液。在金相顯微鏡上進(jìn)行晶粒度觀察，并通過配套的SiscIAS8.0金相分析軟件對晶粒尺寸評級，采用S-4300冷場發(fā)射掃描電鏡對斷口及析出物進(jìn)行觀察和分析。結(jié)果表明：
（1）316L不銹鋼晶粒尺寸受固溶溫度的影響，固溶溫度過高加速晶粒長大，晶粒尺寸隨固溶溫度升高而逐漸增加，而晶粒過大會導(dǎo)致其加工及使用性能變差，可以通過氮的加入來控制316L固溶處理晶粒度的增長。
（2）隨固溶溫度升高，316L不銹鋼抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度都減小，不同氮含量的316L不銹鋼在不同固溶溫度處理后均具有優(yōu)良的塑性變形能力。
（3）不同氮含量的3316L不銹鋼在固溶處理后沖擊斷口均為塑性韌窩狀形貌，韌窩存在塊狀夾雜物或第二相粒子并且底部有明顯的漣波滑移痕跡，316L沖擊試樣斷口呈韌窩狀，而316LN的沖擊斷口則大部分為沿晶斷口，層部為韌窩狀斷口，說明此鋼具有良好的抗沖擊性能。