雙相不銹鋼的熱塑性較差,這是在熱加工時奧氏體相和鐵素體相的變形行為不同的緣故。在熱加工過程中,鐵素體晶粒的回復和再結晶過程遠較奧氏體中迅速,鐵素體的軟化過程先于奧氏體相。兩相的軟化過程不同引起兩相間出現不均勻的應力和應變分布,導致相界的裂紋成核和擴展。
圖9.81為雙相不銹鋼的相比例與其高溫塑性關系的示意圖。圖中顯示,當α相或y相的含量超過約20%時,鋼的塑性降低,熱變形時容易出現裂紋等缺陷。為了保證雙相不銹鋼在熱軋或熱鍛時有足夠的塑性,熱加工時的加熱溫度需保證組織中的奧氏體相含量為8%~10%,在熱變形終止溫度時奧氏體的含量為25%~30%。
我國學者曾以022Cr25Ni6Mo3N雙相不銹鋼為基礎,將鋼中鎳、氮含量分別在0%~10%和0.08%~0.23%范圍內進行調整,研究了α、y兩相比例對鋼熱塑性的影響。研究結果表明,在低溫(900℃)、低α相區(qū)和高溫、中α相區(qū)的熱塑性明顯低于其他區(qū)。因此,對α相含量低的鋼(α相含量小于30%)的熱加工溫度宜選擇高一些,熱加工終止溫度應控制在1000℃以上,而對于α相含量大于40%的鋼的熱加工溫度,宜選擇低一些,熱加工終止溫度范圍應控制在900~1000℃。
最近關于SAF 2205(022Cr22Ni5Mo3N)鋼高溫熱變形過程的研究表明,該鋼在1100~1200℃進行熱加工,加熱溫度下奧氏體相含量可以控制在10%左右,變形終止時奧氏體相含量可以控制在30%左右,呈現出良好的熱塑性,熱加工性能較好。
降低雙相不銹鋼中的硫、氧含量,加入適量的稀土元素、鈣等單元素或復合加入可以有效地改善鋼的熱加工性能。