o、n和ni含量对0cr25ni7mo4n双相不锈钢热轧塑性的影响
信息来源:求和不锈钢 时间:2019-02-26 10:16:48 浏览次数:-
双相不锈钢同时具备高强度、高韧性以及良好的耐点蚀、耐应力腐蚀性能,已经成为石油化工、海洋工程领域的重要钢铁材料。但是由于其热塑性差、热轧容易开裂,因此生产难度非常大。对双相不锈钢热变形微观机理、热塑性影响因素的研究,一直是国内外的热点课题。
为此,本工作针对相同热加工工艺下,同一种双相不锈钢的热塑性不同的现象,拟从窄成分范围控制角度,研究o、n和ni含量与γ/α两相比例、显微组织和夹杂物种类数量之间的关系,并分析通过控制o、n和ni含量对提高双相不锈钢热塑性的作用。
按照saf 2507双相不锈钢的标准成分要求,对o、n和ni含量微调,冶炼制得3种0cr25ni7mo4n双相不锈钢试样。其中,no.1钢为aod炉冶炼并经过al和硅铁还原后浇铸制得,no.2和no.3为纯金属原料经真空感应炉熔炼后浇铸制得,实验钢的主要化学成分如表1所示。
将实验钢切成80mm×40mm×20mm的热轧坯,随炉升温加热至1200℃并保温1h,在350热轧板带机上经4道次轧成5mm厚钢板,总压下量75%,道次压下率分别为20%、30%、30%和30%。终轧温度980℃,轧后立即水淬。分别截取实验钢的铸态、轧前和轧后试样,利用om、sem和ebsd观察分析了实验钢的组织和夹杂物。实验结果表明:
(1)经al和硅铁脱氧后的0cr25ni7mo4n双相不锈钢中,仅含有少量细小的al2o3和mgo·al2o3夹杂,分布于晶粒内部,未对热塑性造成不良影响。
(2)未经脱氧的实验钢,易在相界形成粗大的cr2o3和mno2夹杂,使得相界结合力下降。同时,双相不锈钢热轧过程中发生相界滑动,不易软化,易造成应力集中,使得热轧开裂。
(3)n和ni含量增加虽然没有造成γ相应变总量降低,不足以发生再结晶软化,降低了钢的热塑性。
(4)对于双相不锈钢,应控制n和ni含量在saf 2507标准成分的下限,使得其在高温变形区时的γ体积分数不超过50%。
为此,本工作针对相同热加工工艺下,同一种双相不锈钢的热塑性不同的现象,拟从窄成分范围控制角度,研究o、n和ni含量与γ/α两相比例、显微组织和夹杂物种类数量之间的关系,并分析通过控制o、n和ni含量对提高双相不锈钢热塑性的作用。
按照saf 2507双相不锈钢的标准成分要求,对o、n和ni含量微调,冶炼制得3种0cr25ni7mo4n双相不锈钢试样。其中,no.1钢为aod炉冶炼并经过al和硅铁还原后浇铸制得,no.2和no.3为纯金属原料经真空感应炉熔炼后浇铸制得,实验钢的主要化学成分如表1所示。
表1 实验钢及saf 2507双相不锈钢的化学成分(质量分数,%)
钢 | c | cr | ni | mo | mn | si | n | p | s | al | o | fe |
no.1 | 0.027 | 25.3 | 6.72 | 4.18 | 0.65 | 0.66 | 0.25 | 0.025 | 0.0040 | 0.098 | 0.0059 | 余量 |
no.2 | 0.015 | 24.7 | 8.33 | 4.06 | 0.08 | 0.16 | 0.34 | 0.012 | 0.0067 | 0.093 | 0.038 | 余量 |
no.3 | 0.012 | 23.9 | 6.43 | 4.38 | 0.17 | 0.18 | 0.29 | 0.011 | 0.0076 | 0.120 | 0.0465 | 余量 |
saf 2507 | ≤0.03 | 24.0~26.0 | 6.0~8.0 | 3.0~5.0 | ≤1.2 | ≤1.0 | 0.24~0.32 | ≤0.035 | ˉ | ˉ | ˉ | 余量 |
将实验钢切成80mm×40mm×20mm的热轧坯,随炉升温加热至1200℃并保温1h,在350热轧板带机上经4道次轧成5mm厚钢板,总压下量75%,道次压下率分别为20%、30%、30%和30%。终轧温度980℃,轧后立即水淬。分别截取实验钢的铸态、轧前和轧后试样,利用om、sem和ebsd观察分析了实验钢的组织和夹杂物。实验结果表明:
(1)经al和硅铁脱氧后的0cr25ni7mo4n双相不锈钢中,仅含有少量细小的al2o3和mgo·al2o3夹杂,分布于晶粒内部,未对热塑性造成不良影响。
(2)未经脱氧的实验钢,易在相界形成粗大的cr2o3和mno2夹杂,使得相界结合力下降。同时,双相不锈钢热轧过程中发生相界滑动,不易软化,易造成应力集中,使得热轧开裂。
(3)n和ni含量增加虽然没有造成γ相应变总量降低,不足以发生再结晶软化,降低了钢的热塑性。
(4)对于双相不锈钢,应控制n和ni含量在saf 2507标准成分的下限,使得其在高温变形区时的γ体积分数不超过50%。