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热处理对双相不锈钢复合板组织和性能的影响


热 处 理对 双 相 不锈 钢 复合 板 组 织 和 性 能 的影 响 
卫世 杰 , 海 峰 ,   婷  王 陈
( 太啄 钢铁 集 团有 限公 司复 合 材 料 厂 , 西 忻 州 0 5 0 ) 山   1 3 4 7 

摘  要 : 讨论 双相 不锈 钢 爆炸 复合板 在 不 同工 艺下退 火后 的成 分 、 织 和性 能 ,

本 试验 的 条件 下 , 组 在  

该复合 板都 有 良好 的 结果 。由此 可以根据 消除 应力和 再 结晶 的需要 , 了获得 综合 的 物理 和化 学性 能 的 为   需要 而选 用不 同的退 火工 艺。 同时指 出: 双相 不锈 钢 复合 板 在 高 温下 退 火的表 现 , 为相 图理论 在 爆 炸焊 
接 中 的 应 用提 供 了范 例 。  

关 键 词 : 炸 焊 接 ; 相 不 锈 钢 ; 合 板 ; 火  爆 双 复 退 中 图 分 类 号 :  5 .  TG 1 6 8 文献标 志码 :   A

0 C 2 NiMo N 双 相 不 锈 钢 是 一 种 典 型 的 超  0 r2 5 3

低碳 、 双相不 锈钢 , 因其 具 有优 良的 耐蚀 性 、 度 及  强
韧性 、 冷热加 工及 成 型性 、 及 良好 的焊 接 性 , 为  以 成 目前 应用最 普遍 的双 相 不锈 钢 材 料 , 在诸 多 领 域  并 中有替 代奥 氏体不 锈钢 的趋势 。  

2 试 验 结 果 分 析 
2 1 固 溶 温 度 对 O C 2 NiMo N 双 相 不 锈 钢 中 .  O r2 5 3   相 含 量 的 影 响 

将试 样在 不同 的温度 下 保 温 2  n 然 后再 进  5mi , 行水 淬 , 冷却 至室 温 。不 同温 度 下 每组 试 样 的铁 素  体 测量结 果见 表 2  。
表 2 固 溶 温 度 对 双相 不锈 钢 中相 含 量 的 影 响   

1 试 验 材 料 及 方 法 
0 C 2 NiM0 N 双 相 不 锈 钢 和 1 M n 通 过  0 r2 5 3 6 R

爆炸 法将其 复合后 进行 9 0 12 0 5 ~   0 C热处 理  , j 对 
0 C 2 Ni o N 双 相 不 锈 钢 在 不 同 热 处 理 状 态  0 r2 5 3 M

下 , 用德 国生 产 的“ 3 ” 使 MP 0 型铁 素 体 测 量 仪 对 复 
板两 相 比例 进行检 测 , 每片 试样 的 2个大 面分 别在 

不 同部位进 行 1 O次 测 量 , 最后 取 平 均 值 , 不 同热  将
处理 状态 的复板试 样 的耐 蚀性 进 行 比较 和分 析 , 对  复合 板 的力 学性 能 进行 检 测 , 过 X—Me3 0 T   通 t0 0 X 光谱 仪对过 渡层 成份进 行检验 。  
1 1 试 验 材 料  . 

0 C 2 NiMo N 双 相 不 锈 钢 经 过 不 同 固 溶 温  0 r2 5 3

度 处理 后 , 显微 组织 中各相 含量 如表 2所示 , 随温度  的升高 , 铁素 体含量 有所增 加 , 氏体 相 比例 下 降 ,  奥 a
相 含 量 在 10 0℃ 消 失 。  5   腐 蚀 性 结 果 分 析 
表 3 腐蚀 试 验 结 果    g r。?h  /( n )

采 用 太 钢 集 团 有 限 公 司 采 用 电 炉 4 AOD 工 艺  - 冶 炼 轧 制 的 3mm 不 锈 冷 轧 板 和 2    Omm 热 轧 中 板 

进行 爆炸 复合 , 执行标 准 G 6 5 。 B 6 4 
表 1 化 学 成 份 
牌号  C   S Mn P i       S  

( )    
C   N  Mo N r i    

0 Cr 2 5 0 N  0 0 5 . 5 1 2   . 2   . 0   1 9   . 0 3 1 0 1  0 2 Ni M 3 . 2 0 5  . 0 0 0 8 0 0 32 . 5 5 1   . 0 . 5 1Mn   6 R 0 1   0 3  1 4   . 0   . 0   .5 . 3 .3 0 0400 4

1 2 试 验 方 法  .

通 过 爆 炸 的 方 法 将

0 C 2 NiMo N 与  0 r2 5 3

由表 3可 以 看 出 , 不 同 温 度 下 进 行 热 处 理 后  在

1 Mn 6 R焊合 在 一 起 , 取 2 0 mm ×2 0 mm ×2  切 0  0  3
mm 复 合 板 试 样 , 9 0 ℃ 、5 在 0 9 0℃ 、  0 ℃ 、  5  10 0 10 0 ℃ 、 0 。 11 0℃进 行 热 处 理 , 温 4  n后 取  110 C、  5 保 5mi

的双 相不 锈钢耐蚀 性 降低 的主要原 因_ 是 相 比例 的  1  
变 化 和 热 处 理 过 程 中 的 析 出 物 。 两 相 比 例 对 点 蚀 性 

能 的影 响主要 与相 中合金元 素 的变化有 关 。点蚀 电 

出风冷 。利用 线切 割 将 复板 取 下 , 复 板两 相 比例  对 进行 磁 通率检 测 , 然后将 复板 试 样分 别 置 于 6  硝  5 酸 、 酸 一硫 酸 铁 、  F C 。 .  lL 1 液  硫 6/ e 1+0 5mo/ HC 溶 9 6

位 与奥 氏体含量 关 系密切 , 随着奥 氏体 含量 的增多 ,   钢 的点蚀 电位 下降 。孔蚀在 铁素体 晶 内的奥 氏体相  上 产生 , 素体 相 中 的铬 含量 随钢 中奥 氏体 含 量 的  铁 增 多而增 加 , 而晶界 、 内奥 氏体 相 中的含铬 量相 对  晶

中煮沸试 验后 , 耐蚀性 进行 比较 。同时 , 对 对复合 板  过 渡层力 学性 能进 行检 测 、 析 。 分 、  
?

要 减少 , 其 中晶界 比晶内奥 氏体 相 的含铬 量要 高 ; 但  

7 ? 2  

《 新技 术新 工艺》? 热加 工 工艺技术 与材 料研 究  2 0 0 8年  第 9 期 

含 镍量 在两 相 中 的分 布恰 相 反 , 氏体 相 晶界 比 晶  奥
内的含 镍量 要 低 , 含量 在 两相 中 的变 化 不 大 。 由 钼  

此可知, 由于奥 氏体 相 中的铬 、 钼含 量 比铁 素体 相 中  低 , 晶 内奥 氏体 相 的含 铬 量 又 低 于 晶 界 , 以 , 而 所 晶  内的 奥 氏体 相优 先产 生蚀 孔 , 两相 比例 中 , 氏体 含  奥
量 比例 越高 , 生 点蚀 的机 率 也 越 大 。试 验 结 果 同  产
两 相 比例分 析 与理论 是 吻合 的 。  
b) 1 5 0 o℃ 

热 处理 过程 中的其它 析 出相也 是 双相 不锈 钢耐  点 蚀性 能下 降 的一种 可 能原 因 。双 相 不锈 钢属 于超  低碳 不 锈钢 , 界碳化 物 析 出量 很 少 , 至不 能分 布  相 甚
到所有 相界 上 , 以 , 所 不存 在 因碳化 物 的析 出而 引起 
图 1 双 相 不 锈 钢 复 合 板 界 面 形 貌   

度 , 渡 层 和复层 之 间形 成 C 2 。 在 冷却 时产生 马  过 rC , 3

氏体 ( 图 1 , 造 成 复 合 板 抗 拉 强 度 低 和 复 层 开  见 )是
裂 的主要 原 因 , 固溶 温度 高 于 10 0℃时 , 当  0 过渡 层 
和复 层之 间形 成 的 C  C 组 织 消失 , 却 时没 有 马  r   。 冷

贫 铬进 而产 生 晶 问腐 蚀 。硝 酸 腐 蚀 试 验 和 硫 酸一 硫 
酸 铁腐 蚀试 验结 果 表 明 , 处 理后 的 双相 不 锈 钢 确  热
实具 有 明显 的 晶间腐蚀 倾 向 。这就 需从 热处 理过 程 

氏体 产 生 , 时 , 相 溶 于 奥 氏体 或 转 变 为 铁 素 体 , 同    
铁 素 体 的增 加 , 释 。相 形 成 元 素 , 制  相 的 形  稀 抑 成, 同时 , 氏体 的增 加 , 碳 大量 的融 入其 中 , 免  奥 将 避 了 因马 氏体 的形成 而 导致 复层 开裂 。  

中其 它 相 的析 出对双相 不 锈钢 的耐 蚀性 的影 响来 分 
析 。a相 是 双 相 不 锈 钢 中 危 害 最 大 的 一 种 析 出 相 ,  

钼 的存 在扩 大 了 a相析 出 的温度 范 围和缩 短 了其 形 

成 的 时间 , 其在 高温 时仍 存在 , 在数 分钟 内即可  使 且 析 出 。 相是 一种 脆性 相 , 会 沿 晶界 析 出 , 重 影    他 严 响不 锈钢 的耐 晶间腐蚀 性 能 。双相 不锈 钢属 于含 钼 
的双相 不锈钢 , 慢 冷 却 至 室 温过 程 中不 可 避 免 地  缓 要析 出 d , 双 相 不锈 钢再 固溶 处 理 后 可 基 本 消  相 而 除该 析 出 。相 , 证 其 具 有 良好 的耐 蚀 性 。 由表 3 保   可 以看 出双相 不锈 钢经 10 0℃ 固溶 处 理后 的耐蚀   5
性 要 明显 好 于 其 他 几 种 温 度 处 理 后 的 耐 蚀 性 。   2 3 固 溶 温 度 对 复 合 板 过 渡 层 力 学 性 能 的 影 响  . 
表 4 固 溶 温 度 对 双 相 不 锈 钢 复 合 板 力 学性 能 的 影 响   

3 结 语   
1 )在 10 0℃ 热 处 理 可 以有 效 控 制 双 相 不锈   5

钢 O C 2 NiMo N 中的相 比例 ; 0 r5 7 4   2 )热处 理温 度低 于 10 0 ℃时 , 出 了其 它有   5 析 害相 , 这是 其耐 蚀性 和 塑性 明显 下 降的 主要原 因 ;  
3 )过渡层 的晶界 上析 出碳 化 物 , 而 导致 复合  从 板 抗拉 强度 低 。  

[ 考文献] 参  
[ ]苏 玉 长 . 炸 复 合 材 料 界 面 层 组 织 结 构 与 特 征 的 研 究  1 爆

热处理工艺  

8 (  )基层 显微硬度 H ) (V 过渡层显 微硬度(v 复层显 H) 微硬度(V  H)
1 5 17 19 8 、7 、7      13 1111 8 、7 、9    16 19 1 l 7 、6 、7  1 7 1 4 18 9 、9 、9 
1117 1l 8 、8 、9 

E . 沙 : 南 工 业 大 学 博 士 论 文 ,9 8 D] 长 中 I8.  
作 者 简 介 : 世 杰 (9 7) 男 , 士 , 要 从 事 不 锈 钢 复 合 板  卫 1 7一 , 硕 主

9 0℃ 0   3045 9 2  6    9 0℃ 5   3 5 4 5 1  3  5  3 1o O C 3 5 4 5 2    o    2  7  2 IO 0℃  5
11 0℃  0

373531 2 、3、5   2 7 3  3 5 9 、 1 、 2  7 252925 8 、 8 、 9  2 12525 7 、6 、5  
2 73528 8 、0 、9  

323935 8 、 8 、8  363137 4 、 5 、5  232825 9 、9 、9 

的研究 。  
3 5 5 5 2  9  4  7
3 5 5 5 2  3  0  6

232622 5 、 5 、 6 
282424 7 、 8 、 9 

收 稿 日期 : 0 8年 6月 6 日 20  

11 0℃    5

3 5 4 5 2  1  9  1

1 7 1 2 19 6 、7 、6 

33 3135 1 、2 、 1 

24272l 9 、 8 、9 

责任 编辑

吕 德 龙 

固溶 温 度 在 9 0 11 0。 间 时 , 固溶 温 度  0 ~   5 C之 随

的提高 , 过渡 层显 微硬 度快 速下 降 , 10 0℃ 出现  在  5

最 小值 , 10 0   5 在   5 ~11 0℃过渡 层 显 微硬 度 随 固溶  温 度 的升 高 而 增 加 。过 渡 层 和 复 层 的 显 微 硬 度 在  10 0℃固溶处 理后 差 异 过大 , 行 外 弯 试验 时 ,  0 进 复 
层开 裂 , 10 0℃ 固溶处理 时 , 在  5 过渡 层 到复 层 的 硬 

度变 化不 大 , 层 没 有 开 裂 。 固溶 温 度 低 于 10 0 复   5  ℃, 复合 板 的抗 拉 强 度 低 于 标 准 要 求 , 10 0 ℃  在  5
时 , 的韧 性变 化小 , 拉强度 升 高 。 钢 抗   导致抗 拉强 度低 和 复层 开 裂 的 主要 原 因在 9 0 0 


10 0 ℃ 固 溶 处 理 时 处 在 多 相 区 _ , 出 大 量 的   0 2 析 ]

脆性 相 , 同时 , 的 扩 散 速 度 远 远 高 于铬 的 扩 散 速  碳
《 新技 术 新工 艺》? 热加 工 工艺技 术 与材 料研 究  2 0 0 8年  第 9期  ?7 ? 3  


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