鉻含量對(duì)00Cr25Ni7Mo3N雙相不銹鋼力學(xué)性能及耐腐蝕

自從20世紀(jì)30年代開(kāi)發(fā)出第一代雙相不銹鋼以來(lái)，研究人員主要通過(guò)調(diào)節(jié)雙相不銹鋼中鉻、鎳、鉬、氮、鎢等主要合金元素含量來(lái)優(yōu)化鋼的綜合性能。00Cr25Ni7Mo3N雙相不銹鋼便是在此研究背景下，在日本NTKR-4和329J鋼的基礎(chǔ)上，通過(guò)適當(dāng)調(diào)整合金成分，由我國(guó)自行研究開(kāi)發(fā)出的介于第二代雙相不銹鋼和第三代超級(jí)雙相不銹鋼之間的一種新型雙相不銹鋼。該鋼可適應(yīng)更高壓力、更低溫度及氯離子介質(zhì)環(huán)境，廣泛應(yīng)用于化工、化肥、石化等工業(yè)領(lǐng)域。本項(xiàng)目在其他合金元素含量基本相同的條件下，通過(guò)對(duì)三種鉻含量的00Cr25Ni7Mo3N雙相不銹鋼進(jìn)行拉伸與腐蝕試驗(yàn)，研究鉻含量對(duì)其顯微組織、力學(xué)性能及耐腐蝕性能的影響，為該不銹鋼的成分優(yōu)化設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。

試驗(yàn)材料為00Cr25Ni7Mo3N雙相不銹鋼，其化學(xué)成分見(jiàn)表1所示。采用光華/350雙輥熱軋機(jī)對(duì)不銹鋼進(jìn)行7道次熱軋，每道次厚度減小量約為2mm，熱軋后在馬弗爐中進(jìn)行1060℃×40min固溶處理，然后快速水冷。在試驗(yàn)鋼板（150mm×50mm×20mm）上，分別根據(jù)GB/T 229-2007和GB/T 228-2002截取標(biāo)準(zhǔn)尺寸沖擊試樣和拉伸試樣，沖擊試樣缺口為U型，拉伸試樣為圓棒型；根據(jù)GB/T 18590-2001，沿試驗(yàn)鋼厚度方向截取尺寸為30mm×20mm×4mm的腐蝕試樣。

表1 試驗(yàn)鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）

根據(jù)GB/T 229-2007和GB/T 228-2002標(biāo)準(zhǔn)，采用JBN-300B型沖擊試驗(yàn)機(jī)和MTS-CMT5000型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)分別進(jìn)行室溫沖擊性能和拉伸性能測(cè)試。對(duì)拋光好的試驗(yàn)鋼在40℃的腐蝕劑中腐蝕1min，用BH2-MJL型光學(xué)顯微鏡觀察其顯微組織，根據(jù)ASTM E562-11對(duì)試驗(yàn)鋼中各相的體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)GB/T 18590-2001標(biāo)準(zhǔn)，用失重法測(cè)出點(diǎn)蝕質(zhì)量損失率。用Corrtest腐蝕測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行電化學(xué)再活法（EPR）晶間腐蝕試驗(yàn)。

結(jié)果表明，隨著鉻含量的增加，試驗(yàn)鋼中鐵素體含量增多，奧氏體含量減少，當(dāng)鉻含量為25.5%左右時(shí)奧氏體和鐵素體兩相的體積比接近1∶1；當(dāng)鉻含量由23.87%增加到25.52%后，試驗(yàn)鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別提高了57.5，27.5MPa，沖擊功下降了31.7J，但鉻含量對(duì)試驗(yàn)鋼塑性的影響較??；隨著鉻含量增加，試驗(yàn)鋼的點(diǎn)蝕質(zhì)量損失率明顯減小，耐晶間腐蝕性能提高。