經(jīng)濟型雙相不銹鋼S32101中厚板TMCP工藝的研究.pdf

1、經(jīng)濟型雙相不銹鋼S32101具有鐵素體-奧氏體雙相組織，其典型成分為Fe-21.5Cr-5.0Mn-1.60Ni-0.22N，具有高強度和優(yōu)異的韌塑性，同時具有優(yōu)良的耐蝕性。S32101中厚板常規(guī)生產(chǎn)工藝為冶煉-熱軋-退火，退火工序主要是消除熱軋變形組織、促進析出相固溶，同時調整鐵素體-奧氏體兩相比例至接近50％:50%。對于核電等超長、超寬產(chǎn)品的制造，由于現(xiàn)有退火裝備難以滿足，因此成為關鍵制約因素。本文嘗試采用TMCP(Thermo

2、Mechanical Control Process)工藝取代常規(guī)的退火工藝，研究了加熱溫度、熱軋道次分配、冷卻工藝等對組織，力學性能尤其是強度和韌性，以及耐腐蝕性能的影響，為S32101中厚板TMCP提供工藝參考。
　　研究顯示，S32101熱軋過程中易產(chǎn)生邊裂，氮含量和熱軋溫度等對邊裂影響顯著。兩相溫區(qū)軋制，鐵素體相和奧氏體相不同的變形機制是邊裂產(chǎn)生的主要原因。熱模擬分析和實驗室軋制顯示，S32101熱加工溫度區(qū)間為1200-

3、1250℃。選取1200℃加熱，研究不同冷卻方式對雙相不銹鋼S32101中厚板的組織和性能的影響，結果顯示：（1）1000℃終軋后空冷試樣室溫沖擊功為57.4J，-40℃時沖擊功降低到21.9J；1000℃終軋后待溫至850℃試樣的室溫沖擊功為119J，-40℃時沖擊功降為63.1J。終軋溫度1000℃空冷的沖擊性能最差，待溫到850℃再水冷的力學性能最優(yōu)。（2）通過EBSD和TEM等分析TMCP組織，并未發(fā)現(xiàn)Cr2N等析出相。兩相中發(fā)

4、現(xiàn)了大量的位錯和位錯墻，部分奧氏體相中還發(fā)現(xiàn)了孿晶組織，沖擊性能降低的主要原因在于熱軋應變組織的存在。
　　通過熱軋態(tài)下直接進行時效，研究熱軋態(tài)下未完全回復再結晶組織對析出相的影響。沖擊值在700~750℃溫度區(qū)間降低最顯著，在此溫度時效2min后沖擊值就開始降低，15min時沖擊值減半，30min后沖擊值降低至30~40J，此后緩慢降低。對比（固溶退火+時效）和（TMCP+時效），熱軋態(tài)直接時效并未加速析出相的析出。
　　

5、采用1000℃終軋后待溫至850℃然后水冷的工藝，制備出的S32101中厚板強度都高于550Mpa，與常規(guī)退火態(tài)屈服強度460MPa相比，提高90MPa以上。采用待溫后水冷的方式，-40℃沖擊性能達到64J，低于常規(guī)退火態(tài)的105J，但是能滿足標準要求。同時待溫后水冷TMCP試樣腐蝕速率為3.97 g/m2?h，與常規(guī)工藝的腐蝕速率3.12 g/m2?h相當。結論顯示，通過適當?shù)腡MCP，S32101有望（1）突破寬規(guī)格雙相不銹鋼和超級