冷却速率对2507超级双相不锈钢σ相析出的影响

采用Gleeble 3500-GTC对Φ10 mm 2507超级双相不锈钢(/%:0.017C,6.22Ni,25.73Cr,3.39Mo,0.27N)进行1340℃至室温以冷速1~500℃/min连续冷却实验,并通过EPMA(电子探针)、EBSD(电子背散射衍射)和热力学计算分析冷却速率对超级双相不锈钢σ相析出的影响。结果表明:2507超级双相不锈钢在1℃/min的冷却速率下,组织中存在σ相,σ相的面积百分比为2.67%。当冷却速率≥10℃/min,组织只有奥氏体和铁素体两相组成。热力学计算结果表明,冷却速率越小,σ相析出越容易。

超级双相不锈钢2507及其焊接工艺

超级双相不锈钢2507具有优良的抗腐蚀性能、较高的强度和相对低廉的价格,广泛应用于石油天然气开发开采等富含氯离子、CO2和H2S的恶劣腐蚀环境中。介绍了超级双相不锈钢2507的主要性能,讨论了2507钢的特点及其焊接技术。通过2507钢的焊接试验,并进行焊后力学、抗腐蚀性能试验以及相比例测量分析,得出了2507钢的焊接工艺。正确的焊材选择、保护气体配比以及焊接工艺参数是保证焊接接头同时满足力学和抗腐蚀性能的关键。

254SMo和2507超级不锈钢中的σ析出相

通过JMat Pro软件,计算预测254SMo超级奥氏体不锈钢(SASS)和2507超级双相不锈钢(SDSS)中σ相的热力学析出条件,并制定了不同的热处理制度;同时借助光学显微镜、扫描电镜等手段分析研究了经不同温度时效不同时间后σ析出相的形态及析出机理。结果表明:254SMo SASS在1020℃不同时效时间下,在晶界上析出富含Cr、Mo和低Ni的σ相。随着时效时间增加,σ相数量增多、尺寸增大,且呈短棒状、长条状和胞状等形态,并按照γ→σ方式析出;2507 SDSS在950℃不同时效时间下,在α/γ界面和α/α晶界处析出富含Cr、Mo和更低水平Ni的σ相。随着时效时间增加,σ相数量增多,向铁素体内部长大并最终呈网状分布在奥氏体基体上,且伴有二次奥氏体(γ_2)生成,其是按照α→σ+γ_2方式析出。

2507超级双相不锈钢的组织、性能及其焊接工艺

介绍了2507超级双相不锈钢的组织、性能特点及其焊接工艺。指出2507超级不锈钢焊接方法适应性较广，气体保护焊焊接效果较好，焊接热输入和冷却速率影响焊缝组织中铁素体和奥氏体相比例，焊接时，为保证焊缝组织中具有合适的相比例和良好的力学性能及其腐蚀性能，应该控制焊接热输入2～20kJ／cm之间，多道焊时道间温度控制在100℃以下，实际生产中通过调整焊接热输入及控制道间温度，可以得到合适的焊接接头组织及较好的性能。

2507超级双相不锈钢激光焊接接头组织和力学性能研究

使用氩气作为保护气,采用激光焊焊接2507超级双相不锈钢,获得成型良好的激光焊接接头,利用SEM和EDS研究了接头不同区域奥氏体和主要合金元素的含量,并对接头进行室温拉伸、冲击和硬度测试.结果表明:由于激光焊接过程冷却速度较快,焊缝铁素体主要以垂直于熔合线的柱状晶的形态存在,晶内析出的奥氏体更加细化,接头焊缝区,特别是热影响区中铁素体的含量明显增多.与母材相比,焊缝中主要合金元素在两相中含量的差异明显减小.接头室温力学性能测试结果显示,由于铁素体的含量升高,并且以较为粗大的柱状晶形态存在,导致接头的拉伸强度和硬度升高,冲击韧性明显下降.

SAF 2507超级双相不锈钢耐腐蚀性能的研究现状

SAF 2507超级双相不锈钢具有良好的综合力学性能、耐腐蚀性能,在石油化工、海洋领域应用广泛。为了解SAF 2507超级双相不锈钢的腐蚀特性,综述了热处理工艺、腐蚀环境对SAF 2507超级双相不锈钢耐腐蚀性能影响研究的最新进展以及目前测试SAF 2507超级双相不锈钢耐腐蚀性能的方法。指出了SAF 2507超级双相不锈钢耐腐蚀性能研究存在的问题及未来的发展方向。

海水环境下2507超级双相不锈钢微动磨损性能研究

采用SRV-IV微动摩擦磨损试验机研究在干摩擦和水溶液介质中微动振幅对2507超级双相不锈钢微动磨损行为的影响,利用三维轮廓仪和扫描电子显微镜分别对试样的磨痕深度、磨损体积和磨痕表面微观形貌进行表征分析。结果表明:在干摩擦下,随振幅增加微动运行区域发生了由部分滑移区向滑移区的转变,摩擦因数随振幅的增加先增大后趋于稳定,磨痕深度和磨损体积随振幅的增加而增大,磨损机制由局部氧化磨损、局部疲劳磨损转变为氧化磨损、黏着磨损和剥落磨损;水溶液中,海水中摩擦因数随振幅的波动较去离子水中的大,且海水中由于存在腐蚀与磨损交互作用,磨痕深度和磨损体积也都比去离子水中的略大,磨损机制主要是轻微氧化磨损、磨粒磨损伴随疲劳磨损。

凝固冷却速率对2507超级双相不锈钢微观组织的演变及耐蚀性能的影响

为探究凝固冷却速率对2507超级双相不锈钢微观组织与耐蚀性能的影响,采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)研究了不同凝固冷却速率2507超级双相不锈钢的微观组织演变规律,并结合Image-Pro图像分析软件与铁素体分析仪,确定了各不同凝固冷速试样组织中的各相含量,得到了凝固冷却速率对σ相析出的影响规律及σ相的析出机理。再采用动电位极化法与交流阻抗谱法研究了各不同凝固冷却速率2507超级双相不锈钢的耐蚀性能。结果表明:试样组织中的σ析出相含量随着凝固冷却速率的降低而增加,试样的耐蚀性能随着凝固冷却速度的降低而减弱。

固溶处理温度对2507不锈钢焊接接头组织与性能的影响

针对2507超级双相不锈钢等离子焊(PAW)+钨极气体保护焊(GTAW)多层焊焊接接头性能恶化的问题,采用拉伸试验、显微组织分析等手段,研究了固溶热处理温度对2507超级双相不锈钢焊接接头组织和性能的影响。试验结果显示,当固溶温度为1050℃时,显微组织中存在脆性σ相,焊接接头拉伸和弯曲均呈脆性断裂,断裂发生在焊缝熔合线附近热影响区;而当固溶温度升高到1100℃时,脆性σ相消失,焊缝获得均匀的奥氏体+铁素体双相组织,拉伸及弯曲性能均满足技术规范要求,拉伸断裂发生在母材。研究表明,等离子焊打底、钨极氩弧焊多层焊接可以实现2507超级双相不锈钢的焊接;1100℃、保温15 min可以作为2507超级双相不锈钢焊后固溶处理工艺。

中温时效对超级双相不锈钢2507组织及性能的影响

双相不锈钢2507耐蚀性优异，但热处理不当时会影响其组织和性能。借助光学显微镜和透射电子显微镜研究了超级双相不锈钢2507在不同温度（360，580℃）时效处理后的组织结构和力学性能．并采用动电位极化曲线结合FeEl，浸泡方法研究其耐点蚀性能。结果表明：不同温度时效处理后，双相不锈铜2507均析出纳米级富铬仅’相，其中360℃时效产生α相与α相共格，580℃时效产生α相与仅相非共格；α＇相主要在α相内、α／α和α／У晶界处析出；当α相与仅相非共格时，试样强度和韧性变化更为明显；360℃时效试样较5801：时效试样能更好地抑制稳定点蚀的萌生和发展长大。

热冲压温度对SAF2507钢微观组织和力学性能的影响

对SAF2507超级双相不锈钢板进行了1050~1250℃热冲压,利用SEM、EDS和力学测试方法研究不同热冲压温度的试样微观组织和力学性能变化规律。微观组织结果表明:1050~1250℃时,微观组织由铁素体相和奥氏体相组成,随着温度的升高,两相的条状特征快速减弱,铁素体相体积分数上升,奥氏体相体积分数下降,奥氏体相持续转变为铁素体相。力学性能测试结果表明:铁素体相提高抗拉强度和洛氏硬度,降低伸长率、截面收缩率和冲击功。综合微观组织和力学性能测试结果表明,在1050℃热冲压时,钢的微观组织中铁素体相和奥氏体相体积含量相等,此时材料强塑积最高,力学性能最佳。

海水淡化泵用2507超级双相不锈钢铸件的焊接修复工艺

使用2507超级双相不锈钢铸造海水淡化泵的承压铸件,通过焊条电弧焊对铸件出现的缺陷进行焊接修复。确定海水淡化泵用2507超级双相不锈钢铸件的合理焊接修复工艺参数,用于指导海水淡化泵用2507超级双相不锈钢铸件的生产。结果表明,采用E2594-16焊条,热输入控制在1 800 J/cm以下,层间温度控制在≤100℃,焊后经过1 080℃固溶处理可以得到较优的修复质量。

2507超级双相不锈钢焊接及热处理工艺研究

为了获得性能良好的2507超级双相不锈钢焊接接头,通过力学、金相及腐蚀等试验手段,对两种焊接及热处理工艺下的2507超级双相不锈钢焊接接头的组织及性能进行了研究。结果表明:采用混合气体保护的焊接工艺,焊后以1 050℃、保温13~15 min的热处理工艺处理后,焊接试样焊缝位置第三相析出严重且两相比例相差较大,导致焊缝脆性增大,焊缝性能不能满足相关标准的要求;以纯氩气保护、采用较小线能量的多层多道次焊接工艺,焊后以1 100℃、保温50~55 min的热处理工艺处理后,焊接试样焊缝位置的相比例相对均匀,焊缝各项性能良好,满足相关标准的要求。

2507超级双相不锈钢的研制

介绍了鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司2507超级双相不锈钢的研制过程。通过化学成分设计;炼钢工序控氮、去夹杂;加热工序避免温降过大;高温轧制;快速冷却;酸洗固溶温度控制在1140~1160℃等措施,所生产的2507双相不锈钢铁素体分布均匀,无边裂和表面起皮缺陷,且机械性能满足ASTM A240要求,可实现批量生产。

2507超级双相不锈钢板坯修磨过程脆断分析及控制

由于含有两相组织,2507超级双相不锈钢在修磨过程中容易出现板坯脆断的技术难题。采用光学显微镜、电子探针(EPMA)、电子背散射衍射(EBSD)、微区纳米硬度检测等分析手段对2507超级双相不锈钢板坯修磨过程脆断原因进行了分析,并借助热力学软件对2507超级双相不锈钢从液态到200℃冷却过程的凝固相图和CCT曲线进行了计算。结果表明,2507超级双相不锈钢板坯脆断样品中存在大量微裂纹,sigma相的面积分数平均值达到24.5%。sigma相的大量析出,一方面导致铸坯组织内应力增大,另一方面由于sigma相硬度高,导致微区各相硬度差增大,加剧了变形的不协调性,使得材料塑性降低,从而发生脆性断裂。400~1 000℃温度范围均为sigma相的产生区间,适当减薄连板坯的厚度,板坯下线后采用水冷或者板坯单独堆放的方式加快冷却,可以有效解决2507超级双相不锈钢的板坯脆断问题。

时效析出相对铸造2507超级双相不锈钢力学及耐蚀性能的影响

通过OM,SEM以及拉伸实验与电化学测试等手段,研究了高温时效析出金属间相对铸造2507超级双相不锈钢力学及耐蚀性能的影响.实验结果表明:材料固溶后经650—950℃时效处理,析出弥散颗粒χ相有提高抗拉强度的作用,σ相却使抗拉强度急剧下降;二者均使塑性急剧恶化,拉伸断口均表现为脆性断裂.在人工海水中,σ相对材料的耐蚀性影响要比χ相弱,其数量越多,材料耐蚀性越差.

2507超级双相不锈钢的流变应力本构关系及热加工图

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究了热变形温度为950~1200℃、应变速率为0.01~10 s^(-1)条件下2507超级双相不锈钢的热压缩变形行为,并借助光学显微镜观察了不同变形过程中的微观组织演化。基于试验数据分析,建立2507超级双相不锈钢的流变应力本构关系及热加工图。结果表明:流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而逐渐降低,在高应变速率下,流变曲线出现"类屈服平台"。试验钢的热变形激活能为414.57 kJ·mol^(-1),应力指数为4.18,峰值应力本构方程为ε=10^(15)[sinh(010101σ)]^(4.18)exp(-414.57/RT),根据微观组织分析及热加工图确定出试验钢的最佳热加工区域为热压缩温度1060~1120℃,应变速率0.01~0.1 s^(-1)。

固溶温度对2507双相不锈钢力学性能及耐蚀性的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、XRD、拉伸试验机和电化学综合测试仪等研究了不同固溶温度对2507超级双相不锈钢组织、力学性能和耐蚀性的影响。采用Thermo-Calc热力学软件计算了2507双相不锈钢的热力学平衡相图,并与测试结果进行了对比。研究结果表明,经1050℃及以上温度固溶后,σ相溶解;随着固溶温度的升高,铁素体相含量增加,奥氏体相含量降低,α/γ相体积分数比增加;1050~1100℃固溶30 min并水冷时,双相不锈钢具有较好的综合力学性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别大于600 MPa、840 MPa和35%。1050℃固溶30 min时,双相钢可获得较好的耐蚀性能。

固溶处理温度对2507超级双相不锈钢相比例及力学性能的影响

利用拉伸试验机,光学显微镜,扫描电镜等测试手段,研究了SAF 2507超级双相不锈钢棒材不同温度固溶处理后的组织和力学性能的演变规律。结果表明:固溶处理后的显微组织均由α铁素体和γ奥氏体组成,经1050~1175℃固溶处理时,铁素体和奥氏体的两相比例(α/γ)呈线性关系缓慢增加,随着固溶处理温度的继续升高,则α/γ比值急剧增大。拉伸断口整体上表现为延性断裂,温度超过1200℃时,断口呈现出韧窝断裂和解理断裂的混合断裂模式;在1150℃时,钢的屈服强度、抗拉强度达到最大值,Rp0. 2和Rm分别为620 MPa和830 MPa,从力学性能角度考虑,在1100~1150℃固溶处理时,可获得最佳的力学性能。

2507超级双相不锈钢中σ相的析出行为

利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、电化学工作站等试验及手段,研究了2507(S32750)超级双相不锈钢经700~1000℃时效不同时间后σ相的析出规律及其对冲击性能和腐蚀性能的影响规律。结果表明:σ相析出速度很快,析出量随时效时间的延长先增加后逐步减少,在850~900℃时效后σ相的析出量最大。σ相的析出严重降低材料的冲击及腐蚀性能,建议时效温度不低于950℃。