O、N和Ni含量對0Cr25Ni7Mo4N雙相不銹鋼熱軋塑性的影響
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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雙相不銹鋼同時具備高強度、高韌性以及良好的耐點蝕、耐應力腐蝕性能，已經成為石油化工、海洋工程領域的重要鋼鐵材料。但是由于其熱塑性差、熱軋容易開裂，因此生產難度非常大。對雙相不銹鋼熱變形微觀機理、熱塑性影響因素的研究，一直是國內外的熱點課題。
為此，本工作針對相同熱加工工藝下，同一種雙相不銹鋼的熱塑性不同的現象，擬從窄成分范圍控制角度，研究O、N和Ni含量與γ/α兩相比例、顯微組織和夾雜物種類數量之間的關系，并分析通過控制O、N和Ni含量對提高雙相不銹鋼熱塑性的作用。
按照SAF 2507雙相不銹鋼的標準成分要求，對O、N和Ni含量微調，冶煉制得3種0Cr25Ni7Mo4N雙相不銹鋼試樣。其中，No.1鋼為AOD爐冶煉并經過Al和硅鐵還原后澆鑄制得，No.2和No.3為純金屬原料經真空感應爐熔煉后澆鑄制得，實驗鋼的主要化學成分如表1所示。
表1 實驗鋼及SAF 2507雙相不銹鋼的化學成分（質量分數，%）
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鋼
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C
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Cr
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Ni
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Mo
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Mn
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Si
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N
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P
|
S
|
Al
|
O
|
Fe
|
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No.1
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0.027
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25.3
|
6.72
|
4.18
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0.65
|
0.66
|
0.25
|
0.025
|
0.0040
|
0.098
|
0.0059
|
余量
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No.2
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0.015
|
24.7
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8.33
|
4.06
|
0.08
|
0.16
|
0.34
|
0.012
|
0.0067
|
0.093
|
0.038
|
余量
|
|
No.3
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0.012
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23.9
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6.43
|
4.38
|
0.17
|
0.18
|
0.29
|
0.011
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0.0076
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0.120
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0.0465
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余量
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SAF 2507
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≤0.03
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24.0～26.0
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6.0～8.0
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3.0～5.0
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≤1.2
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≤1.0
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0.24～0.32
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≤0.035
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ˉ
|
ˉ
|
ˉ
|
余量
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將實驗鋼切成80mm×40mm×20mm的熱軋坯，隨爐升溫加熱至1200℃并保溫1h，在350熱軋板帶機上經4道次軋成5mm厚鋼板，總壓下量75%，道次壓下率分別為20%、30%、30%和30%。終軋溫度980℃，軋后立即水淬。分別截取實驗鋼的鑄態、軋前和軋后試樣，利用OM、SEM和EBSD觀察分析了實驗鋼的組織和夾雜物。實驗結果表明：
（1）經Al和硅鐵脫氧后的0Cr25Ni7Mo4N雙相不銹鋼中，僅含有少量細小的Al2O3和MgO·Al2O3夾雜，分布于晶粒內部，未對熱塑性造成不良影響。
（2）未經脫氧的實驗鋼，易在相界形成粗大的Cr2O3和MnO2夾雜，使得相界結合力下降。同時，雙相不銹鋼熱軋過程中發生相界滑動，不易軟化，易造成應力集中，使得熱軋開裂。
（3）N和Ni含量增加雖然沒有造成γ相應變總量降低，不足以發生再結晶軟化，降低了鋼的熱塑性。
（4）對于雙相不銹鋼，應控制N和Ni含量在SAF 2507雙相不銹鋼標準成分的下限，使得其在高溫變形區時的γ體積分數不超過50%。