鑄造和熱軋高鋁304、316L、310S不銹鋼組織演化及鋁元素作用機(jī)制.pdf

1、近年來(lái)，含Al奧氏體不銹鋼因其良好的耐腐蝕、抗高溫氧化、耐高溫蠕變性而受到廣泛關(guān)注。本課題組前期利用真空電弧爐制備了不同鋁含量304、316L、310S鑄錠、板材，發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)控Al含量，不銹鋼在滿(mǎn)足力學(xué)性能不出現(xiàn)明顯下降的同時(shí)，耐蝕性、抗氧化性顯著提高。為了使此類(lèi)鋼能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，本文采用中頻感應(yīng)爐制備了不同Al含量(1.5、2、3wt％)304、316L、310S不銹鋼，研究了不同 Al含量304、316L、310S不銹鋼鑄造、固溶

2、、軋制組織演變規(guī)律及組織對(duì)性能的作用機(jī)制。
　　研究發(fā)現(xiàn)，Al元素的添加，使得304不銹鋼基體由單相奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體+鐵素體雙相，Al含量為3wt%時(shí)，基體轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆蔫F素體相。鐵素體形貌也由最初的骨骼狀轉(zhuǎn)變?yōu)闂l狀。含Al304不銹鋼凝固模式均為F模式。Al元素主要以固溶的形式存在，其在鐵素體相內(nèi)出現(xiàn)偏析。固溶處理改變了不同Al含量304不銹鋼中鐵素體/奧氏體相的比例及形貌，消除了Al元素在鐵素體相內(nèi)的偏析。
　　分析了軋

3、制溫度、軋制變形量、Al含量對(duì)304不銹鋼熱軋態(tài)組織的影響，當(dāng)軋制變形量為50%時(shí)，調(diào)控軋制溫度、Al含量可以獲得形態(tài)、尺寸不同的奧氏體、鐵素體相。軋制溫度升高或Al含量增加，均有助于細(xì)化組織，其中軋制溫度1200℃，2wt%Al304不銹鋼中鐵素體、奧氏體相細(xì)化最明顯，最小的奧氏體相大約長(zhǎng)4μm，寬3μm。軋制溫度為1100℃時(shí)，隨軋制變形量的增加，1.5wt%Al304不銹鋼奧氏體相形貌、尺寸無(wú)明顯變化，而鐵素體相內(nèi)亞結(jié)構(gòu)數(shù)目增多。

4、軋制溫度為1150℃時(shí)，隨軋制變形量的增加，2wt%Al304不銹鋼中鐵素體、奧氏體相細(xì)化。然而，變形量增加到70%時(shí)，組織發(fā)生粗化。
　　Al元素對(duì)316L不銹鋼相組成、凝固模式的影響與其對(duì)304不銹鋼的影響規(guī)律相似。所不同的是，隨Al含量的增加，316L不銹鋼中鐵素體相依次以短桿、長(zhǎng)條+島狀分布在奧氏體基體上；Al含量為3wt%時(shí)，鐵素體相轉(zhuǎn)變?yōu)榛w相；Al元素主要固溶在基體中，Al含量為3wt%時(shí)，其在鐵素體相內(nèi)才出現(xiàn)明顯偏

5、析。固溶處理后，相同Al含量316L不銹鋼中鐵素體體積分?jǐn)?shù)增加，Al元素在鐵素體、奧氏體相內(nèi)分布趨于平衡。
　　分析了軋制溫度、軋制變形量、Al含量對(duì)316L不銹鋼熱軋態(tài)組織的影響發(fā)現(xiàn)，軋制變形量為50%時(shí)，調(diào)控軋制溫度、Al含量可以獲得形態(tài)、尺寸不同的奧氏體、鐵素體相。軋制溫度提高或Al含量增加，有利于1.5、2wt%Al316L不銹鋼中鐵素體相內(nèi)亞結(jié)構(gòu)的形成；軋制溫度為1150℃時(shí)，2wt%Al316L不銹鋼中鐵素體、奧氏體兩

6、相晶粒細(xì)化，最小的奧氏體尺寸大約長(zhǎng)10μm，寬5μm。軋制溫度為1200℃時(shí)，隨軋制變形量的增加，1.5wt%Al316L不銹鋼中奧氏體相有新的再結(jié)晶晶粒形成。軋制溫度為1150℃時(shí)，隨軋制溫度的升高，2wt%Al316L不銹鋼中鐵素體、奧氏體相細(xì)化，當(dāng)變形量增加到70%時(shí)，鐵素體、奧氏體相明顯粗化。
　　Al元素的添加，使得310S不銹鋼基體由單相奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體+鐵素體雙相；1.5、2wt%Al310S不銹鋼的凝固模式為FA

7、模式，3wt%Al310S不銹鋼的凝固模式為F模式。鐵素體相依次以枝晶狀、枝晶+網(wǎng)格狀、桿狀+小島狀存在于奧氏體基體。大部分 Al元素以固溶的形式存在于310S不銹鋼中。Al含量為3wt%時(shí)，其在鐵素體相內(nèi)出現(xiàn)明顯的偏析現(xiàn)象。固溶處理改變了鐵素體、奧氏體兩相的形貌及相比例，Al元素在鐵素體、奧氏體相內(nèi)分布趨于平衡。Al含量為2、3wt%時(shí)，沿奧氏體/鐵素體相界處有碳化物析出。
　　不同軋制溫度，50%軋制變形量1.5、2wt%Al