近年來,由于冶金技術(shù)水平的提高和實際需要,陸續(xù)發(fā)展了超低碳、高合金元素、低硫、低磷的超級雙相不銹鋼。超級雙相不銹鋼的PREN值一般大于40。
00Cr25Ni7Mo3.5WCuN是超級雙相不銹鋼的代表鋼號。最早由英國M&P公司開發(fā),商業(yè)牌號為Zeron100,這種超級雙相不銹鋼在我國一些行業(yè)已廣泛應(yīng)用。
00Cr25Ni7Mo3.5WCuN鋼的化學(xué)成分見表6-2,機械性能標(biāo)準(zhǔn)見表6-3。
此鋼氮的加入量為0.20%~0.30%,高于其他含氮雙相不銹鋼中的氮含量。氮與銅的共同作用增加了鋼中奧氏體的穩(wěn)定性。所以,盡管00Cr25Ni7Mo3.5W CuN 鋼中的鉻、鉬含量較高,其組織中的兩相比例仍能接近于50%。
鎢還能延緩脆性相的析出,降低鋼的脆化傾向,降低點腐蝕傾向,鎢與銅在400℃左右的溫度區(qū)間對鋼的基體有強化和硬化作用,提高了鋼的耐腐蝕性能。但鎢的含量不宜大于2%,過高的含鎢量將產(chǎn)生其他不利的影響。
由于00Cr25Ni7Mo3.5WCuN鋼中含有較高的合金元素,特別是鎢的加入,使其固溶溫度可適當(dāng)提高,在實際生產(chǎn)中,固溶加熱溫度可選用1100~1120℃的溫度區(qū)間,加熱保溫后水冷。
超級雙相不銹鋼因其優(yōu)良的耐腐蝕性能和較高的機械性能,越來越得到重視。00Cr25Ni7Mo3.5WCuN 鋼鍛件熱處理后的機械性能實測數(shù)據(jù)(多件統(tǒng)計數(shù)據(jù))如下。
Rm:800~845N/m㎡;Rp0.2:640~730N/m㎡;A:37%-40%;A:170~260J。
雙相不銹鋼固溶處理工藝比較簡單,但是在實際熱處理時還應(yīng)注意以下問題。
固溶加熱速度,特別是在低溫段的加熱速度應(yīng)予以控制,不宜過快。一方面是因為雙相不銹鋼合金成分含量高,導(dǎo)熱慢,緩慢加熱有利于減少工件內(nèi)外溫差和保證合金元素充分溶解,另一方面的原因是雙相不銹鋼在前期熱加工過程中(鍛、軋或鑄造),不可避免地有脆相析出,使材料變脆。如果工件尺寸大,截面變化明顯,形狀復(fù)雜又會存在較大應(yīng)力,而固溶加熱速度快又產(chǎn)生新的應(yīng)力,這些因素共同作用的結(jié)果可能造成工件熱處理裂紋。我們在雙相不銹鋼鑄件生產(chǎn)初期,對一些復(fù)雜大鑄件固溶加熱時,就因沒注意控制加熱速度,致使鑄件入爐后,在爐溫300℃左右便聽到鑄件的爆裂聲,在鑄件變截面處產(chǎn)生多處大裂紋。后來采用鑄件低溫入爐(不大于150℃裝爐),緩慢加熱(不大于40℃/h)至750℃,再隨爐升溫的加熱方式,防止了鑄件裂紋的再發(fā)生。
固溶處理的冷卻對雙相不銹鋼的耐腐蝕性能有明顯的影響,我們曾對雙相不銹鋼00Cr25Ni7Mo2N的鑄件和熱軋板材固溶冷卻對耐腐蝕性能的影響做過試驗,結(jié)果見表6-6。
從表6-6可見,雙相不銹鋼固溶處理的冷卻方式對耐腐蝕性能的影響很大。所以,不僅對鑄件、鍛件,就是對鑄件補焊或雙相不銹鋼的焊接構(gòu)件,為保證性能,也應(yīng)盡量采用固溶水冷處理。