稀土元素對超級雙相不銹鋼的組織與性能的影響
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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王曉峰等人研究了Ce對00Cr25Ni7Mo4N超級雙相不銹鋼凝固組織的影響,結(jié)果顯示, 隨著鋼中Ce含量的增加,其凝固組織中等軸晶線性比相應(yīng)明顯增加, Ce 含量分別為0%、0.030%、0.047%和0. 062%時,其等軸晶線性比分別為50%,60%,70%和77%。究其原因, 鋼中加入Ce 后, 夾雜物為以Ce2O3為主、含有SiO2 和MnO 的復合夾雜,Ce2O3與σ-Fe具有較低的錯配度,可作為形核核心,提高形核率,使等軸晶比例增加,鑄態(tài)組織得到細化。
韓國的ParkYong-Soo 等人研究了混合稀土對超級2507雙相不銹鋼耐點蝕性能的影響。稀土加入量為0.32%的WRE3與不加稀土的WBASE相比,其鈍化電流范圍變寬,維鈍電流密度減小,點蝕電位明顯增大,WRE3的抗點蝕能力增強。這說明隨稀土含量的增加,雙相不銹鋼的抗點蝕能力顯著提高。未加稀土的WBASE的XRD中,σ相和γ相的峰值相當高,說明σ相和γ相在此合金中析出較多, 且數(shù)量較多, 尺寸也很大;相比之下,加稀土后,合金的X 射線衍射圖像中σ相和γ相的峰值隨稀土加入量的增加而明顯減小, 稀土加入量為0.32%的WRE3 中,σ相和γ相的峰值最低, 這說明其組織中的σ相和γ相 相析出量最少。經(jīng)過850℃時效處理后, 稀土的加入減少了σ相和γ的析出量。而點蝕主要發(fā)生在σ相和γ附近,那里是Cr、Mo、W 元素的貧瘠區(qū),σ相和γ大量存在,致使其耐點蝕性能很差,而加稀土后,稀土可抑制σ相等脆性相的析出,消除Cr、Mo、W 元素的貧瘠區(qū),提高了合金的抗腐蝕性能。
稀土Ce 對2507雙相不銹鋼的抗拉強度以及屈服強度影響不大, 略有提高,而對塑性和常、低溫沖擊韌性的影響卻非常顯著。加Ce的雙相不銹鋼SG52 常、低溫沖擊功比不加Ce的2507雙相不銹鋼提高25%~100%。Ce改善了雙相不銹鋼SG52的高溫塑性, 特別是熱加工溫度下的塑性。例如,加Ce 的SG52鋼1050℃的延伸率與斷面收縮率分別比不加Ce的2207型雙相不銹鋼提高56%和40%。加Ce的SG52具有良好的熱加工性能;而基本成分相同、不含Ce的2507型雙相不銹鋼在鍛造時易發(fā)生開裂。Ce在雙相不銹鋼中是一種奧氏體形成元素, 固溶微合金化作用使SG52鋼的α相含量明顯減少,γ相含量明顯增多,所以改善了SG52鋼的高溫塑性和熱加工性能。Ce的晶界凈化作用削弱了雜質(zhì)對晶界的危害, 也是改善其高溫塑性的重要原因。