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热处理对不同氮含量316L不锈钢组织及力学性能的影响

时间:2015-08-24 10:03:00 编辑:黄金城gcgc手机版 浏览:
黄金城gcgc手机版2015-08-24讯:

316L不锈钢为00Cr17Ni14Mo2超低碳钢,比0Cr17Ni14Mo2韧性和耐酸性好,具有好的耐晶间腐蚀性,有良好的综合性能和工艺性能,是目前应用较为广泛的奥氏体不锈钢。但此钢在450~850℃停留在氯化物中易引起晶间腐蚀,所以应进行固溶处理以保证其耐腐蚀性能。加入氮会提高316L奥氏体不锈钢中奥氏体相稳定度,减少其在高温下σ铁素体的形成;经过固溶强化来提高强度,但会使层错能降低,产生α马氏体,降低韧性。为此,科研人员将不同氮含量316L不锈钢在不同固溶温度下进行实验研究,通过分析其在不同固溶温度下的组织、力学性能及冲击断口,探究固溶温度的变化所产生的影响,为改善316L的应用和生产提供有力的依据。

实验用钢为真空感应熔炼,其主要化学成分见表1。试样经锻造及热轧被制成宽110mm、厚12mm的板材。
表1  不同氮含量316L不锈钢的化学成分(质量分数%)
 
C
Si
Mn
Cr
Ni
Mo
N
Fe
316L
0.0094
0.49
0.96
17.09
14.04
2.53
未加
余量
316LN
0.01
0.49
0.87
17.09
14.04
2.56
0.14
余量
 
在两种化学成分的316L不锈钢热轧板材上取样,设固溶温度分别为950、1000、1050、1100和1150℃,保温40min后水冷。金相腐蚀为1gKMnO4+98mLH2O+10mLH2SO4混合溶液,采用50℃水浴锅加热腐蚀,时间90min。析出物观察腐蚀选用5gCuCl2+25mLCH3CH2OH+30mLHCl配比的混合溶液。在金相显微镜上进行晶粒度观察,并通过配套的SiscIAS8.0金相分析App对晶粒尺寸评级,采用S-4300冷场发射扫描电镜对断口及析出物进行观察和分析。结果表明:
(1)316L不锈钢晶粒尺寸受固溶温度的影响,固溶温度过高加速晶粒长大,晶粒尺寸随固溶温度升高而逐渐增加,而晶粒过大会导致其加工及使用性能变差,可以通过氮的加入来控制316L固溶处理晶粒度的增长。
(2)随固溶温度升高,316L不锈钢抗拉强度和屈服强度都减小,不同氮含量的316L不锈钢在不同固溶温度处理后均具有优良的塑性变形能力。
(3)不同氮含量的3316L不锈钢在固溶处理后冲击断口均为塑性韧窝状形貌,韧窝存在块状夹杂物或第二相粒子并且底部有明显的涟波滑移痕迹,316L冲击试样断口呈韧窝状,而316LN的冲击断口则大部分为沿晶断口,层部为韧窝状断口,说明此钢具有良好的抗冲击性能。



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