铸造SAF2906不锈钢在人工海水中的电化学阻抗谱

利用电化学工作站研究了铸态、固溶态、深冷态和时效态2906铸造超级双相不锈钢在人工海水中的电化学阻抗谱(EIS)特征。结果表明:不同热处理得到的2906铸造超级双相不锈钢在人工海水中呈现出相同的EIS特征,均由一个时间常数的容抗弧组成;相对铸态而言,固溶和深冷处理可降低双电层电容、提高阻抗模;而时效处理可使组织产生金属间相,导致双相不锈钢与人工海水之间的双电层电容提高,阻抗模降低7个数量级,且随时效时间的延长,两个参数的变化量越大,耐蚀性越差。

SAF2906双相不锈钢σ相析出行为及对超塑性影响

对高温固溶后的SAF2906双相不锈钢进行时效处理,固溶温度为1 200℃,保温时间1h,时效温度为650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及透射电镜(TEM)等方法观察SAF2906双相不锈钢中析出相的形态,采用EDS能谱测量析出相中各化学元素的含量,通过恒温拉伸机对试样进行恒温拉伸,分析在不同实验温度下试样伸长率的变化。结果表明,在本实验条件下σ相的析出量随时效温度的升高先增大后减小,在约850℃达到最大,SAF2906双相不锈钢中的σ析出相分布规律与同类型双相不锈钢相比有相似之处,形核位置大部分出现在α-铁素体内部和γ-奥氏体/α-铁素体两相之间,但有部分析出相出现在γ-奥氏体内部;σ相在超塑拉伸过程变形后期容易导致断裂,在变形温度为850℃与900℃时,试样伸长率分别可以达到382%和538%,当温度为950℃时,随着保温时间的延长,σ相在试样中的比例不断下降,同时试样伸长率不断上升,当保温时间达到5min时,σ相比例<5%,此时伸长率可达1 000%。

SAF2906双相不锈钢σ析出行为及对超塑性影响

对高温固溶之后的SAF2906双相不锈钢进行时效处理,固溶温度为1200℃,保温时间1h,时效温度为650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃和950℃,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及透射电镜(TEM)等方法观察SAF2906双相不锈钢中析出相的形态,用EDS能谱测量析出相中各化学元素的含量,通过恒温拉伸机对试样进行恒温拉伸,分析在不同实验温度下试样伸长率的变化。实验结果表明,在本实验条件下,σ相的析出量随时效温度的升高呈现先增大后减小的趋势,在850℃左右达到最大,SAF2906双相不锈钢中的σ析出相分布规律与同类型双相不锈钢有相似之处,形核位置大部分在α-铁素体内部和γ-奥氏体/α-铁素体两相之间,部分析出相出现在γ-奥氏体内部;σ相在超塑拉伸过程变形后期容易导致断裂,在变形温度为850℃与900℃时,试样伸长率分别可以达到382%和538%,当温度为950℃时,随着保温时间的延长,σ相在试样中的比例不断下降,同时试样伸长率不断上升,当保温时间长于5min,σ相比例下降到5%以下,此时伸长率可达1000%。

SAF2906双相不锈钢超塑性研究

通过恒温拉伸机对固溶处理与冷轧加工后的SAF2906双相不锈钢进行恒温拉伸试验,分析其在不同条件下超塑性伸长率的变化。利用扫描电镜与透射电镜对其进行内部组织观察,了解其两相比例的变化情况。试验结果表明,SAF2906双相不锈钢中铁素体相(δ相)与奥氏体相(γ相)的两相体积比随固溶温度的变化而改变,随着固溶温度的升高铁素体比例不断上升,其中当铁素体与奥氏体的两相体积比接近1∶1的情况下,SAF2906双相不锈钢展现出良好的超塑性性能;在机械加工方面可以通过提高冷轧压下量的方法提高SAF2906双相不锈钢的超塑伸长率,试验中试样的伸长率随着冷轧变形量的提高而明显增大,当固溶温度为1 100℃,冷轧压下量为85%时,变形温度为960℃,应变速率为1×10?3 s?1的条件下,SAF2906双相不锈钢伸长率为1 430%。

时效处理对SAF2906双相不锈钢析出相的影响

对固溶水淬后的SAF2906材料进行了450～550℃区间的时效处理。采用OM,SEM,TEM和XRD研究了时效温度对SAF2906超级双相不锈钢析出相的影响。结果表明,在450～500℃区间对SAF2906超级双相不锈钢时效600min时,由于铁素体的分解反应(δ→α+α′)在铁素体基体上可以观察到均匀细小颗粒状弥散相(富铬α′相)的析出。随着时效温度的升高,弥散相的数量增多但尺寸增大不明显。550℃时效600min没有观察到弥散相的析出但是发现Cr2N的存在。材料硬度发生变化是因铁素体发生分解所造成。

超级双相不锈钢电化学腐蚀性能的实验研究

利用电化学工作站,对SAF2906超级双相不锈钢的耐点蚀性能、耐晶间腐蚀性能进行了研究。结果表明:SAF2906在3.5 wt Na Cl溶液中,具有比较宽的钝化区,以及较小的腐蚀电流密度(0.147μA·cm-2),耐点蚀性能良好;在2 mol/L H2SO4+1 mol/L HCl介质中,具有较低的再活化率(4.39),其晶间腐蚀敏感性较小,具有良好的耐晶间腐蚀性能。

渗N时间对SAF2906双相不锈钢渗层组织与耐磨性的影响

在610℃下对SAF2906双相不锈钢分别进行了60、90、120、150和180min的QPQ处理,采用OM、SEM、XRD、显微硬度计以及摩擦磨损试验机研究了各试样的组织与耐磨性。研究发现,QPQ处理后的试样渗层组织由表及里依次为氧化层、化合物层和扩散层。其中,氧化层主要由Fe3O4组成,渗N层(化合物层和扩散层)主要物相为CrN、α-N、Fe2-3N和S相。随着渗N时间延长,化合物层生长速度逐渐减缓,缩松程度逐渐加重;同时,渗层孔隙率随着渗N时间的延长而增加,渗层致密性下降。另外,QPQ处理试样的表面硬度高出基材3倍以上,且随着渗N时间的延长呈先增加后下降的变化规律,经120min处理时,硬度(HV0.2)达到峰值,为1 164。干摩擦磨损试验结果表明,QPQ处理试样的耐磨性能比基材提高了20倍以上,最佳渗N时间为120min。磨损表面形貌观察发现,基材的磨损形式为磨粒犁削,而QPQ处理试样的磨损形式为磨粒的显微切削。