O、N和Ni含量对0Cr25Ni7Mo4N双相不锈钢热轧塑性的影响
时间：2019-06-13
作者：无锡不锈钢板
浏览：0
双相不锈钢同时具备高强度、高韧性以及良好的耐点蚀、耐应力腐蚀性能，已经成为石油化工、海洋工程领域的重要钢铁材料。但是由于其热塑性差、热轧容易开裂，因此生产难度非常大。对双相不锈钢热变形微观机理、热塑性影响因素的研究，一直是国内外的热点课题。
为此，本工作针对相同热加工工艺下，同一种双相不锈钢的热塑性不同的现象，拟从窄成分范围控制角度，研究O、N和Ni含量与γ/α两相比例、显微组织和夹杂物种类数量之间的关系，并分析通过控制O、N和Ni含量对提高双相不锈钢热塑性的作用。
按照SAF 2507双相不锈钢的标准成分要求，对O、N和Ni含量微调，冶炼制得3种0Cr25Ni7Mo4N双相不锈钢试样。其中，No.1钢为AOD炉冶炼并经过Al和硅铁还原后浇铸制得，No.2和No.3为纯金属原料经真空感应炉熔炼后浇铸制得，实验钢的主要化学成分如表1所示。
表1 实验钢及SAF 2507双相不锈钢的化学成分（质量分数，%）
|
钢
|
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
|
将实验钢切成80mm×40mm×20mm的热轧坯，随炉升温加热至1200℃并保温1h，在350热轧板带机上经4道次轧成5mm厚钢板，总压下量75%，道次压下率分别为20%、30%、30%和30%。终轧温度980℃，轧后立即水淬。分别截取实验钢的铸态、轧前和轧后试样，利用OM、SEM和EBSD观察分析了实验钢的组织和夹杂物。实验结果表明：
（1）经Al和硅铁脱氧后的0Cr25Ni7Mo4N双相不锈钢中，仅含有少量细小的Al2O3和MgO·Al2O3夹杂，分布于晶粒内部，未对热塑性造成不良影响。
（2）未经脱氧的实验钢，易在相界形成粗大的Cr2O3和MnO2夹杂，使得相界结合力下降。同时，双相不锈钢热轧过程中发生相界滑动，不易软化，易造成应力集中，使得热轧开裂。
（3）N和Ni含量增加虽然没有造成γ相应变总量降低，不足以发生再结晶软化，降低了钢的热塑性。
（4）对于双相不锈钢，应控制N和Ni含量在SAF 2507双相不锈钢标准成分的下限，使得其在高温变形区时的γ体积分数不超过50%。