低鎳含氮奧氏體不銹鋼的熱塑性及微觀組織變化
時(shí)間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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近年來針對氮元素取代奧氏體無錫不銹鋼中的鎳元素進(jìn)行了一系列研究。研究表明，氮元素改善了奧氏體不銹鋼抗點(diǎn)蝕和抗應(yīng)力裂紋腐蝕的能力，并且增強(qiáng)了奧氏體的穩(wěn)定性，因此可用含氮奧氏體不銹鋼來替代價(jià)格昂貴的鎳系奧氏體無錫不銹鋼。
相對于300系奧氏體不銹鋼，含氮奧氏體不銹鋼也有一些缺點(diǎn)：其在熱加工過程中易出現(xiàn)σ相及鉻的氮碳化物相，降低了鋼的斷裂韌性和耐腐蝕性，同時(shí)造成熱加工過程中鋼產(chǎn)生裂紋的敏感性增大。因此發(fā)展含氮奧氏體不銹鋼的一個(gè)重要問題就是如何降低其在熱加工過程中產(chǎn)生裂紋的敏感性。鑒于此，本工作研究了一種含氮低鎳奧氏體不銹鋼1Cr15Mn12NiN鋼的熱變形行為，以為此類鋼的生產(chǎn)提供必要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)鋼采用某公司生產(chǎn)的1Cr15Mn12NiN奧氏體不銹鋼，其具體化學(xué)成分如表1所示。
表1 實(shí)驗(yàn)鋼1Cr15Mn12NiN化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
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C
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Cr
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Mn
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Ni
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N
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Si
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P
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S
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Fe
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0.10～0.15
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15.00～16.00
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12.00～13.00
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1.00～2.00
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0.20～0.30
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＜0.75
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＜0.010
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＜0.045
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余量
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金相分析試樣取自熱軋態(tài)盤條和敏化處理后盤條，腐蝕液采用高氯化鐵鹽酸水溶液，試樣拋光后經(jīng)腐蝕液浸蝕30s后進(jìn)行金相組織觀察。
熱塑性分析試樣取自連鑄坯表層，切割并加工成兩端帶有螺紋的高溫?zé)崴苄栽嚇?，試樣?0℃/s的速度加熱到1200℃進(jìn)行保溫，時(shí)間為5min。隨后試樣以3℃/s的速度降溫或升溫到600～1250℃內(nèi)不同溫度下保溫3min，最后以0.01s-1的應(yīng)變速率加載拉伸，研究不同溫度下的力學(xué)性能。結(jié)果表明：
（1）Cr2N相的析出對實(shí)驗(yàn)鋼熱塑性影響較大，1000℃以上溫度使粒子重新固溶到基體中。
（2）實(shí)驗(yàn)鋼在650～1000℃熱塑性較差，這是由于第二相粒子的析出損害了鋼的塑性。1000℃以上溫度實(shí)驗(yàn)鋼發(fā)生再結(jié)晶，第二相粒子也發(fā)生溶解，試樣塑性明顯提高。
（3）實(shí)驗(yàn)鋼加熱溫度不應(yīng)超過1200℃，此溫度下晶界開始熔化，并且容易出現(xiàn)高溫鐵素體相。