O、N和Ni含量對(duì)0Cr25Ni7Mo4N雙相不銹鋼熱軋塑性的影響
雙相不銹鋼同時(shí)具備高強(qiáng)度、高韌性以及良好的耐點(diǎn)蝕、耐應(yīng)力腐蝕性能，已經(jīng)成為石油化工、海洋工程領(lǐng)域的重要鋼鐵材料。但是由于其熱塑性差、熱軋容易開裂，因此生產(chǎn)難度非常大。對(duì)雙相不銹鋼熱變形微觀機(jī)理、熱塑性影響因素的研究，一直是國(guó)內(nèi)外的熱點(diǎn)課題。
為此，本工作針對(duì)相同熱加工工藝下，同一種雙相不銹鋼的熱塑性不同的現(xiàn)象，擬從窄成分范圍控制角度，研究O、N和Ni含量與γ/α兩相比例、顯微組織和夾雜物種類數(shù)量之間的關(guān)系，并分析通過控制O、N和Ni含量對(duì)提高雙相不銹鋼熱塑性的作用。
按照SAF 2507雙相不銹鋼的標(biāo)準(zhǔn)成分要求，對(duì)O、N和Ni含量微調(diào)，冶煉制得3種0Cr25Ni7Mo4N雙相不銹鋼試樣。其中，No.1鋼為AOD爐冶煉并經(jīng)過Al和硅鐵還原后澆鑄制得，No.2和No.3為純金屬原料經(jīng)真空感應(yīng)爐熔煉后澆鑄制得，實(shí)驗(yàn)鋼的主要化學(xué)成分如表1所示。
表1 實(shí)驗(yàn)鋼及SAF2507雙相不銹鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
|
鋼 |
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 |
將實(shí)驗(yàn)鋼切成80mm×40mm×20mm的熱軋坯，隨爐升溫加熱至1200℃并保溫1h，在350熱軋板帶機(jī)上經(jīng)4道次軋成5mm厚鋼板，總壓下量75%，道次壓下率分別為20%、30%、30%和30%。終軋溫度980℃，軋后立即水淬。分別截取實(shí)驗(yàn)鋼的鑄態(tài)、軋前和軋后試樣，利用OM、SEM和EBSD觀察分析了實(shí)驗(yàn)鋼的組織和夾雜物。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：
（1）經(jīng)Al和硅鐵脫氧后的0Cr25Ni7Mo4N雙相不銹鋼中，僅含有少量細(xì)小的Al2O3和MgO·Al2O3夾雜，分布于晶粒內(nèi)部，未對(duì)熱塑性造成不良影響。
（2）未經(jīng)脫氧的實(shí)驗(yàn)鋼，易在相界形成粗大的Cr2O3和MnO2夾雜，使得相界結(jié)合力下降。同時(shí)，雙相不銹鋼熱軋過程中發(fā)生相界滑動(dòng)，不易軟化，易造成應(yīng)力集中，使得熱軋開裂。
（3）N和Ni含量增加雖然沒有造成γ相應(yīng)變總量降低，不足以發(fā)生再結(jié)晶軟化，降低了鋼的熱塑性。
（4）對(duì)于2507雙相不銹鋼，應(yīng)控制N和Ni含量在SAF 2507標(biāo)準(zhǔn)成分的下限，使得其在高溫變形區(qū)時(shí)的γ體積分?jǐn)?shù)不超過50%。