2205双相不锈钢板坯高温热塑性研究

2205双相不锈钢是一种典型的含N、超低碳、双相铁素体-奥氏体不锈钢，具有优异的耐腐蚀性能和力学性能，被广泛用于油气、石油化工和海洋工程等领域。但是，在热轧过程中，2205双相不锈钢始终处于两相区，导致热加工性能较差，容易产生边裂缺陷，严重制约了这种不锈钢的生产。

　　目前，有关双相不锈钢高温流变曲线和热塑性的研究已有不少报道，但关于工业生产的2205双相不锈钢连铸板坯边部试样高温热塑性的研究却鲜有报道。某公司以2205双相不锈钢连铸板坯边部试样作为研究对象进行高温拉伸试验，了解钢的热塑性随温度的变化规律，观察950、1000、1050、1100、1150℃的试样断口处金相组织及断口形貌，为双相不锈钢热轧工艺提供理论依据。

　　表1 2205双相不锈钢的化学成分

　　对其连铸坯进行低倍组织侵蚀，侵蚀剂为三氯化铁加盐酸溶液。考虑到柱状晶区比等轴晶区热塑性差，选取柱状晶区试样。将试样加工成Φ5mm×69mm的高温拉伸试样。试样两端加工成M10mm普通螺纹，便于试样的固定。

　　用WL-015微机控制电子万能试验机进行2205双相不锈钢连铸坯的高温拉伸试验。将试样以10℃/s的升温速度快速加热到不同温度(950、1000、1050、1100、1150℃)下，保温60s后以1s-1的应变速率拉伸直至断裂。试样拉断后，立即对断口进行喷水冷却以保留高温下的断口处金相组织，试验后人工测取2205双相不锈钢连铸坯的断面收缩率，并对断口部位做扫描电镜分析、金相组织观察等。断面收缩率是衡量铸坯塑性好坏的重要指标，断面收缩率越大，表明铸坯在外力作用下发生塑性变形的能力越强，抵抗裂纹的能力越好。

　　试验结果表明：

　　1)在950～1150℃温度范围内，2205双相不锈钢连铸坯边部试样随着温度的升高断面收缩率也升高。在1050～1150℃温度范围内，断面收缩率都大于60%，表现出高的热塑性。在1050℃以下，热塑性变差，950℃时断面收缩率最低(50.4%)。

　　2)2205板坯试样高温拉伸后断口处金相组织由铁素体和奥氏体两相组成，奥氏体呈不规则的多边形分布。在950和1000℃下，奥氏体晶粒比较粗大，有些区域奥氏体团聚在一起;在1050、1100、1150℃下，奥氏体晶粒分布均匀。

　　3)在950～1150℃温度范围内，2205板坯试样高温拉伸后断口形貌中有大小不一的韧窝存在，反映了在这个温度区间材料有高的热塑性。随着温度的升高，韧窝变得更大更深，热塑性进一步提高。