2205雙相不銹鋼板坯高溫熱塑性研究

2205雙相不銹鋼是一種典型的含N、超低碳、雙相鐵素體-奧氏體不銹鋼，具有優(yōu)異的耐腐蝕性能和力學性能，被廣泛用于油氣、石油化工和海洋工程等領(lǐng)域。但是，在熱軋過程中，2205雙相不銹鋼始終處于兩相區(qū)，導致熱加工性能較差，容易產(chǎn)生邊裂缺陷，嚴重制約了這種不銹鋼的生產(chǎn)。

　　目前，有關(guān)雙相不銹鋼高溫流變曲線和熱塑性的研究已有不少報道，但關(guān)于工業(yè)生產(chǎn)的2205雙相不銹鋼連鑄板坯邊部試樣高溫熱塑性的研究卻鮮有報道。某公司以2205雙相不銹鋼連鑄板坯邊部試樣作為研究對象進行高溫拉伸試驗，了解鋼的熱塑性隨溫度的變化規(guī)律，觀察950、1000、1050、1100、1150℃的試樣斷口處金相組織及斷口形貌，為雙相不銹鋼熱軋工藝提供理論依據(jù)。

　　表1 2205雙相不銹鋼的化學成分

　　對其連鑄坯進行低倍組織侵蝕，侵蝕劑為三氯化鐵加鹽酸溶液。考慮到柱狀晶區(qū)比等軸晶區(qū)熱塑性差，選取柱狀晶區(qū)試樣。將試樣加工成Φ5mm×69mm的高溫拉伸試樣。試樣兩端加工成M10mm普通螺紋，便于試樣的固定。

　　用WL-015微機控制電子萬能試驗機進行2205雙相不銹鋼連鑄坯的高溫拉伸試驗。將試樣以10℃/s的升溫速度快速加熱到不同溫度(950、1000、1050、1100、1150℃)下，保溫60s后以1s-1的應(yīng)變速率拉伸直至斷裂。試樣拉斷后，立即對斷口進行噴水冷卻以保留高溫下的斷口處金相組織，試驗后人工測取2205雙相不銹鋼連鑄坯的斷面收縮率，并對斷口部位做掃描電鏡分析、金相組織觀察等。斷面收縮率是衡量鑄坯塑性好壞的重要指標，斷面收縮率越大，表明鑄坯在外力作用下發(fā)生塑性變形的能力越強，抵抗裂紋的能力越好。

　　試驗結(jié)果表明：

　　1)在950～1150℃溫度范圍內(nèi)，2205雙相不銹鋼連鑄坯邊部試樣隨著溫度的升高斷面收縮率也升高。在1050～1150℃溫度范圍內(nèi)，斷面收縮率都大于60%，表現(xiàn)出高的熱塑性。在1050℃以下，熱塑性變差，950℃時斷面收縮率最低(50.4%)。

　　2)2205板坯試樣高溫拉伸后斷口處金相組織由鐵素體和奧氏體兩相組成，奧氏體呈不規(guī)則的多邊形分布。在950和1000℃下，奧氏體晶粒比較粗大，有些區(qū)域奧氏體團聚在一起;在1050、1100、1150℃下，奧氏體晶粒分布均勻。

　　3)在950～1150℃溫度范圍內(nèi)，2205板坯試樣高溫拉伸后斷口形貌中有大小不一的韌窩存在，反映了在這個溫度區(qū)間材料有高的熱塑性。隨著溫度的升高，韌窩變得更大更深，熱塑性進一步提高。