鋁熱法制備納米晶-微米晶2205雙相不銹鋼及其組織表征.pdf

1、2205雙相不銹鋼是目前世界上應(yīng)用最廣泛的雙相不銹鋼，用量達(dá)雙相不銹鋼的80％。隨著時(shí)代的發(fā)展更廉價(jià)的雙相不銹鋼研發(fā)成為了雙相不銹鋼產(chǎn)業(yè)的主要趨勢(shì)。而降低雙相不銹鋼成本最根本的方法是減少用量，而減少用量最直接的方法是提高雙相不銹鋼的綜合性能。因此本文通過(guò)鋁熱反應(yīng)熔化法制備了塊體納米晶/微米晶2205雙相不銹鋼，并研究了塊體納米晶/微米晶合金的組織形成機(jī)理。為了調(diào)控納米晶的晶粒尺寸和體積分?jǐn)?shù)，對(duì)制備的2205雙相不銹鋼在1000℃下等溫處

2、理不同時(shí)間，并探究了等溫處理對(duì)材料組織的影響，并提出演化機(jī)理。通過(guò)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)鋁熱法制備的2205雙相不銹鋼中含有大量未反應(yīng)Al元素導(dǎo)致材料組織中只含有鐵素體相。通過(guò)在原合金原料粉末的基礎(chǔ)上加入不同含量的Fe2O3以保證鋁熱反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行得到了含有不同鐵素體/奧氏體比例的2205雙相不銹鋼。當(dāng)在原合金原料粉末的基礎(chǔ)上加入2.5%Fe2O3時(shí)，材料中的鐵素體相和奧氏體相的體積分?jǐn)?shù)分別為66.82%和33.18%；加入5%Fe2O3時(shí)鐵素

3、體相和奧氏體相的體積分?jǐn)?shù)分別為：32.30%和59.56%；加入7.5%Fe2O3時(shí)鐵素體相和奧氏體相得體積分?jǐn)?shù)分別為51.93%和48.07%；加入10%Fe2O3時(shí)鐵素體和奧氏體的體積分?jǐn)?shù)分別為62.70%和37.30%；加入12.5%Fe2O3時(shí)合金中幾乎只含鐵素體相。并且研究發(fā)現(xiàn)隨著Fe2O3含量逐漸增多，合金的硬度呈現(xiàn)先降低后上升的趨勢(shì)，當(dāng)在原合金原料粉末的基礎(chǔ)上加入5%Fe2O3時(shí)制備出的2205雙相不銹鋼的硬度最低，為26

4、4.67HV。將在原合金原料粉末的基礎(chǔ)上加入5%Fe2O3時(shí)制備出的2205雙相不銹鋼在1000℃等溫處理不同時(shí)間。結(jié)果表明等溫處理前后材料均是由鐵素體相和奧氏體相組成。1000℃等溫處理0.5h后合金的鐵素體相和奧氏體相的體積分?jǐn)?shù)分別為46.79%和47.45%；1000℃等溫處理1h后合金的鐵素體相和奧氏體相的體積分?jǐn)?shù)分別為59.98%和35.98%；1000℃等溫處理1.5h后合金的鐵素體相和奧氏體相的體積分?jǐn)?shù)分別為37.40%和

5、56.43%；1000℃等溫處理2h后合金的鐵素體相和奧氏體相的體積分?jǐn)?shù)分別為35.16%和58.18%。鑄態(tài)和1000℃分別等溫處理0.5h、1h、1.5h，2h后納米晶平均晶粒尺寸分別為20.90nm、22.05nm、23.44nm、31.37nm和40.64nm；納米晶體積分?jǐn)?shù)分別為74.2%、69.8%、65.1%、54.3%和40.11%。隨著等溫處理時(shí)間的延長(zhǎng)硬度先升高后降低，等溫處理1h時(shí)硬度達(dá)到最大值為324.33HV。