雙相不銹鋼ER2209熱塑性研究
信息來(lái)源：求和不銹鋼 時(shí)間：2019-03-21 16:30:55 瀏覽次數(shù):-
焊接材料雙相不銹鋼ER2209就合金特性而言與2205雙相不銹鋼相近，但因在合金成分上有較大區(qū)別，其鎳含量由5%左右提高到了9%左右，其組織特性也發(fā)生了改變，此材料在鍛造過(guò)程中發(fā)生鍛造缺陷的情況比較普遍。所以，有必要對(duì)其熱塑性進(jìn)行研究，進(jìn)而為優(yōu)化熱加工工藝提供依據(jù)。
試驗(yàn)材料為哈爾濱焊接研究所生產(chǎn)的ER2209焊絲，試驗(yàn)內(nèi)容包括：
1）模擬鍛造過(guò)程中不同加熱峰值溫度試驗(yàn)，確定最佳加熱溫度區(qū)間；
2）模擬降溫過(guò)程，確定最佳終鍛溫度；
3）比較兩種不同鐵素體含量的重熔錠，研究鐵素體含量對(duì)熱塑性的影響。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在700～1000℃范圍內(nèi)，低鐵素體材料塑性明顯好于高鐵素體含量材料。900℃剛好是2209雙相不銹鋼σ相析出的溫度，在此溫度下幾分鐘內(nèi)就能析出σ相。
σ相是不銹鋼、耐熱鋼等高合金鋼中經(jīng)常出現(xiàn)的一種金屬間相，它是富Cr、Mo、Si及W元素和貧Ni及Mn元素的一種正方晶體結(jié)構(gòu)的金屬間化合物。在雙相不銹鋼中，根據(jù)合金成分的不同在600～1100℃處于熱穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)雙相不銹鋼持續(xù)處于600～1000℃時(shí)，其組織中容易析出金屬間化合物（如碳化物、氮化物、σ相等）。
這些相的析出會(huì)在不同程度上影響材料的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。其中σ相析出是危害性最大的一種金屬間相，它硬而脆，會(huì)顯著降低鋼的塑性和韌性。因此認(rèn)為，在900℃時(shí)塑性最低可能是σ相析出造成的。因而可以認(rèn)為，隨鋼中鐵素體比例的升高，終鍛溫度應(yīng)適當(dāng)提高，并盡可能避免900℃脆性區(qū)間。
種種跡象表明：
1）ER2209的最佳塑性溫度區(qū)間與鐵素體含量有關(guān)。當(dāng)鐵素體含量約50%時(shí)溫度為1100～1250℃；當(dāng)鐵素體含量約30%時(shí)溫度為1000～1250℃；當(dāng)鐵素體與奧氏體比例接近1∶1時(shí)熱塑性區(qū)間變窄。低鐵素體含量鋼熱塑性整體優(yōu)于高鐵素體含量的熱塑性。
2）保溫時(shí)間對(duì)高溫塑性有較大的影響。保溫時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)時(shí)，該材料的高溫塑性均有明顯的下降。
3）根據(jù)降溫段熱塑性規(guī)律，當(dāng)鐵素體比例接近50%時(shí)，降溫過(guò)程應(yīng)避免在900℃時(shí)停留，即使停留幾分鐘其熱塑性就會(huì)明顯下降；而當(dāng)鐵素體比例降低至30%時(shí)，該脆性影響基本消除。
4）在熱加工過(guò)程中，鍛軋溫度應(yīng)根據(jù)鋼中鐵素體比例進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于高鐵素體鋼其加熱溫度和終鍛溫度都要精確控制，其最佳熱加工溫度范圍比較窄。
試驗(yàn)材料為哈爾濱焊接研究所生產(chǎn)的ER2209焊絲，試驗(yàn)內(nèi)容包括：
1）模擬鍛造過(guò)程中不同加熱峰值溫度試驗(yàn)，確定最佳加熱溫度區(qū)間；
2）模擬降溫過(guò)程，確定最佳終鍛溫度；
3）比較兩種不同鐵素體含量的重熔錠，研究鐵素體含量對(duì)熱塑性的影響。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在700～1000℃范圍內(nèi)，低鐵素體材料塑性明顯好于高鐵素體含量材料。900℃剛好是2209雙相不銹鋼σ相析出的溫度，在此溫度下幾分鐘內(nèi)就能析出σ相。
σ相是不銹鋼、耐熱鋼等高合金鋼中經(jīng)常出現(xiàn)的一種金屬間相，它是富Cr、Mo、Si及W元素和貧Ni及Mn元素的一種正方晶體結(jié)構(gòu)的金屬間化合物。在雙相不銹鋼中，根據(jù)合金成分的不同在600～1100℃處于熱穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)雙相不銹鋼持續(xù)處于600～1000℃時(shí)，其組織中容易析出金屬間化合物（如碳化物、氮化物、σ相等）。
這些相的析出會(huì)在不同程度上影響材料的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。其中σ相析出是危害性最大的一種金屬間相，它硬而脆，會(huì)顯著降低鋼的塑性和韌性。因此認(rèn)為，在900℃時(shí)塑性最低可能是σ相析出造成的。因而可以認(rèn)為，隨鋼中鐵素體比例的升高，終鍛溫度應(yīng)適當(dāng)提高，并盡可能避免900℃脆性區(qū)間。
種種跡象表明：
1）ER2209的最佳塑性溫度區(qū)間與鐵素體含量有關(guān)。當(dāng)鐵素體含量約50%時(shí)溫度為1100～1250℃；當(dāng)鐵素體含量約30%時(shí)溫度為1000～1250℃；當(dāng)鐵素體與奧氏體比例接近1∶1時(shí)熱塑性區(qū)間變窄。低鐵素體含量鋼熱塑性整體優(yōu)于高鐵素體含量的熱塑性。
2）保溫時(shí)間對(duì)高溫塑性有較大的影響。保溫時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)時(shí)，該材料的高溫塑性均有明顯的下降。
3）根據(jù)降溫段熱塑性規(guī)律，當(dāng)鐵素體比例接近50%時(shí)，降溫過(guò)程應(yīng)避免在900℃時(shí)停留，即使停留幾分鐘其熱塑性就會(huì)明顯下降；而當(dāng)鐵素體比例降低至30%時(shí)，該脆性影響基本消除。
4）在熱加工過(guò)程中，鍛軋溫度應(yīng)根據(jù)鋼中鐵素體比例進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于高鐵素體鋼其加熱溫度和終鍛溫度都要精確控制，其最佳熱加工溫度范圍比較窄。
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