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目錄

1文獻(xiàn)綜述

2

1.1雙相不銹鋼的發(fā)展

2

1.1.1雙相不銹鋼的發(fā)展歷史

2

1.1.2中國(guó)雙相不銹鋼的發(fā)展

3

1.2雙相不銹鋼的分類(lèi)及使用要求

4

2課題背景及開(kāi)展研究的意義

5

2.1課題背景

5

2.2開(kāi)展研究的意義

7

3研究?jī)?nèi)容、預(yù)期目標(biāo)和研究方法

8

3.1研究?jī)?nèi)容

8

3.2預(yù)期目標(biāo)

8

3.3研究方法

8

3.3.12205雙相不銹鋼再結(jié)晶溫度的測(cè)定

8

3.3.2實(shí)驗(yàn)材料及熱處理工藝

10

3.3.3顯微硬度測(cè)試

10

3.3.4α相與γ相含量的測(cè)定

10

3.3.5不同溫度下相轉(zhuǎn)變機(jī)制

10

3.3.6實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析

11

4進(jìn)度安排

11

參考文獻(xiàn)

12

指導(dǎo)老師意見(jiàn)

14

1文獻(xiàn)綜述

2205雙相不銹鋼屬于超低碳的中合金奧氏體-鐵素體不銹鋼，是雙相不銹鋼的一種，其組織結(jié)構(gòu)是由各占50%的α-鐵素體和γ-奧氏體兩相組成。其英文名稱是“2205DuplexStainlessSteel”，?？s寫(xiě)為2205DSS。

2205雙相不銹鋼兼有奧氏體不銹鋼與鐵素體不銹鋼的特性。與鐵素體不銹鋼和馬氏體不銹鋼相比，其韌性高，脆性轉(zhuǎn)變溫度低，耐晶間腐蝕性能和焊接性能顯著提高；同時(shí)保留了鐵素體不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)高，膨脹系數(shù)小，具有超塑性等特點(diǎn)；與奧氏體不銹鋼相比，α+γ雙相不銹鋼強(qiáng)度高，特別是屈服強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度顯著提高，屈服強(qiáng)度可達(dá)400~550MPa，是普通不銹鋼的2倍。特別是在中性氯化物溶液及H2S中的耐應(yīng)力腐蝕能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)304L，316L奧氏體不銹鋼和18-5Mo型雙相不銹鋼，具有良好的抗孔蝕和縫隙腐蝕能力，還有良好的韌性和強(qiáng)度等綜合性能，能夠進(jìn)行冷，熱加工成型，焊接性良好。2205雙相不銹鋼在工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越多，如在化肥生產(chǎn)，化學(xué)工業(yè)，運(yùn)輸用大型化工容器，近海天然氣和石油工業(yè)，造紙工業(yè)，環(huán)境污染控制設(shè)備領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用[1]。

1.1雙相不銹鋼的發(fā)展

1.1.1雙相不銹鋼的發(fā)展歷史

雙相不銹鋼己有70年之久的歷史，它的發(fā)展經(jīng)歷了三代[2,3]。第一代雙相不銹鋼以美國(guó)上世紀(jì)40年代開(kāi)發(fā)的329不銹鋼為代表，含高鉻、鉬，耐局部腐蝕性能好，但是含碳量較高(≤0.1%C)。因此焊接時(shí)容易失去相的平衡及產(chǎn)生碳化物導(dǎo)致耐蝕性及韌性下降，焊接后必須經(jīng)過(guò)熱處理，一般適用于鑄鍛件，在應(yīng)用上受到了一定限制。前蘇聯(lián)在上世紀(jì)50年代發(fā)展了含穩(wěn)定化元素鈦的08X21H5T和08X21H6M2T不銹鋼，同時(shí)德國(guó)開(kāi)發(fā)了1.458Z不銹鋼，法國(guó)開(kāi)發(fā)了Urnnus50不銹鋼，英國(guó)研制成功了Ferralium255不銹鋼，還有日本在美國(guó)329不銹鋼的基礎(chǔ)上降低碳含量，開(kāi)發(fā)出了329J1不銹鋼鋼種，這些雙相不銹鋼都可以作為可焊接的結(jié)構(gòu)材料使用。隨后至上世紀(jì)60年代中期瑞典開(kāi)發(fā)了著名的3RE6O不銹鋼，它是第一代雙相不銹鋼的代表鋼種，其特點(diǎn)是超低碳，含鉻量為18%，焊接及成型性能好，可廣泛代替AlSI304L、316L奧氏體不銹鋼用作耐氯離子應(yīng)力腐蝕材料。直至上世紀(jì)70年代，隨著二次精煉技術(shù)AOD和VOD等冶煉方法的出現(xiàn)與普及，能容易地冶煉出超低碳的鋼，同時(shí)發(fā)現(xiàn)氮作為奧氏體形成元素對(duì)雙相不銹鋼有提高耐腐蝕性能的積極作用，改進(jìn)了第一代雙相不銹鋼，并開(kāi)創(chuàng)了第二代新型的含氮雙相不銹鋼，并開(kāi)發(fā)了雙相不銹鋼的新領(lǐng)域。

第二代雙相不銹鋼不論是18Cr型，還是22Cr或25Cr型大多屬超低碳型，已被納入美國(guó)的ASTMA789和A790標(biāo)準(zhǔn)。此外，法國(guó)有URANUS系列，英國(guó)有ZERON鑄鋼系列，德國(guó)也有了納入標(biāo)準(zhǔn)的系列牌號(hào)鋼種。

上世紀(jì)80年代后期發(fā)展的超級(jí)雙相不銹鋼屬于第三代雙相不銹鋼，這類(lèi)鋼的特點(diǎn)是含碳量極低，含高鉬和高氯，鋼中鐵素體含量40%~50%，此類(lèi)鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能且孔蝕抗力當(dāng)量值大于40。韓國(guó)1996年公開(kāi)的雙相不銹鋼(專利號(hào)：96190623)，具有優(yōu)越的抗熱塑性、耐腐蝕性能、抗高溫氧化性能和沖擊性能。

本文研究的2205型雙相不銹鋼是瑞典繼開(kāi)發(fā)了3RE60雙相不銹鋼之后，針對(duì)酸性油井井管及管線用鋼首先開(kāi)發(fā)出的，屬第二代雙相不銹鋼，納入ASTMA789、A790、A240、A276等標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)牌號(hào)為UNSS31803；20世紀(jì)80年代以后，各國(guó)相繼開(kāi)發(fā)出類(lèi)似鋼種，并且納入標(biāo)準(zhǔn)。德國(guó)有W-Nr.1.4462，DINX2CrMoN2253，瑞典有SS2377，法國(guó)有Z2CND2205-03，英國(guó)有BS318S13等。SAF2205雙相不銹鋼自20世紀(jì)80年代初開(kāi)始被用于油、氣井生產(chǎn)，這是最早在這方面使用的雙相不銹鋼，中國(guó)在上世紀(jì)80年代初期開(kāi)始研制相當(dāng)SAF2205雙相不銹鋼的00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼是目前應(yīng)用最普遍的雙相不銹鋼[3]。

1.1.2中國(guó)雙相不銹鋼的發(fā)展

在國(guó)外發(fā)展雙相不銹鋼的基礎(chǔ)上，中國(guó)自20世紀(jì)70年代中期也開(kāi)始發(fā)展雙相不銹鋼，主要是研制含N鋼，關(guān)注N對(duì)鋼性能和工藝的影響。至今已有包括5個(gè)鋼種的系列牌號(hào)，但只有低Cr的鋼種納入了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其余都按企標(biāo)生產(chǎn)，目前鋼板的國(guó)標(biāo)正在修訂。此外，五二研究所在分析國(guó)內(nèi)外雙相不銹鋼發(fā)展的基礎(chǔ)上，成功研制了新型稀土雙相不銹鋼SG52，其抗點(diǎn)蝕當(dāng)量PRE≥40。該鋼種采用稀土改性，并以氮代鎳，具有良好的力學(xué)性能、工藝性能和耐腐蝕性能。中國(guó)的雙相鋼只是處于國(guó)外第二代雙相不銹鋼的發(fā)展水平，鋼種的含N量在0.25%以下。目前國(guó)外已步入市場(chǎng)的含N在0.25%-0.35%的超級(jí)雙相不銹鋼，中國(guó)仍處于實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)階段，AOD精煉工藝和雙相不銹鋼連鑄工藝的成熟將有助于超級(jí)雙相不銹鋼板的工業(yè)試生產(chǎn)成功。目前國(guó)內(nèi)雙相不銹鋼主要產(chǎn)品是管、板、復(fù)合板，也有鍛件和鑄件，但是產(chǎn)量都不大。Φ219mm的無(wú)縫鋼管和Φ457mm的薄壁等離子焊管都已研制成功，2205和Q345C的復(fù)合板也已用在長(zhǎng)江三峽工程上。我國(guó)已經(jīng)具有制造雙相不銹鋼和超級(jí)雙相不銹鋼設(shè)備的實(shí)力和水平。太鋼的設(shè)備已可生產(chǎn)3000mm寬的中厚板、2000mm寬的熱軋卷板和0.6mm×1500mm的冷軋板卷。寶鋼可生產(chǎn)4000mm寬的中厚板和1600mm寬的熱軋卷板。太鋼用AOD爐冶煉含氮不銹鋼，建立了氮合金化工藝模型，可以精確控制成品中的氮含量達(dá)到±0.0135%，另外，可以將成品中P、S含量控制在較低的水平，為提高系列雙相不銹鋼產(chǎn)品的性能，尤其是含高氮雙相不銹鋼的性能提供了保證。

雙相不銹鋼的優(yōu)勢(shì)在于其優(yōu)越的耐腐蝕，尤其是耐局部腐蝕性能。在鎳價(jià)波動(dòng)變化大時(shí)，開(kāi)發(fā)節(jié)鎳經(jīng)濟(jì)型鋼種，使之成為重點(diǎn)推廣的產(chǎn)品。另一方面在苛刻腐蝕環(huán)境下，由于它的高性價(jià)比，開(kāi)發(fā)高牌號(hào)的鋼種也已成為重要的發(fā)展方向之一。

1.2雙相不銹鋼的分類(lèi)及使用要求

按化學(xué)成分，國(guó)內(nèi)外的雙相不銹鋼通常可分為低合金型、中合金型、高合金型和超級(jí)雙相不銹鋼型，分別對(duì)應(yīng)于以下4類(lèi)：

(1)不含Mo經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼主要成分為23%Cr、4%Ni、0.1%N，如UR35N、SAF23O4雙相不銹鋼等。經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼在許多場(chǎng)合下尤其在耐應(yīng)力腐蝕方面可代替AISI304或316奧氏體不銹鋼使用，是費(fèi)效比最好的不銹鋼鋼種，抗點(diǎn)蝕當(dāng)量PREN值為24~25；

(2)標(biāo)準(zhǔn)雙相不銹鋼主要成分為22%Cr、5%Ni、3%Mo、0.17%N，為了改善在富含氯化物酸性介質(zhì)中的耐蝕性能抗點(diǎn)蝕當(dāng)量PREN值為29~36，取代奧氏體不銹鋼317L、317LN等；

(3)高級(jí)雙相不銹鋼主要成分為25%Cr，并添加了不同含量的合金元素Mo、W、Cu、N。抗點(diǎn)蝕當(dāng)量PREN值為35~39，如雙相不銹鋼UR52N、DP3，這類(lèi)鋼的耐蝕性能高于22%Cr的雙相不銹鋼；

(4)超級(jí)雙相不銹鋼（超級(jí)型）抗點(diǎn)蝕當(dāng)量PREN≥40的超級(jí)雙相不銹鋼，主要成分有25%Cr，6.8%Ni，3.7%Mo，0.27%N，添加或者不添加Cu或W，如UR52N，SAF2507，DP-3W等。針對(duì)海洋、化工和石油工程設(shè)計(jì)，可適用于苛刻的介質(zhì)條件中，具有良好的耐蝕與力學(xué)綜合性能，與超級(jí)奧氏體不銹鋼可相媲美[4]。

基于雙相不銹鋼的上述性質(zhì)故使用過(guò)程重要注意以下幾點(diǎn)。

1.需要對(duì)相比例進(jìn)行控制，最合適的比例是鐵素體相和奧氏體相約各占一半，其中某一相的數(shù)量最多不能超過(guò)65%，這樣才能保證有最佳的綜合性能。

2.需要掌握雙相不銹鋼的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律，熟悉DSS鋼種的TTT和CCT轉(zhuǎn)變曲線，這是正確指導(dǎo)制定雙相不銹鋼熱處理，熱成型等工藝的關(guān)鍵，雙相不銹鋼脆性相的析出要比奧氏體不銹鋼敏感的多。

3雙相不銹鋼的連續(xù)使用溫度范圍為-50～250℃，下限取決于其脆性轉(zhuǎn)變溫度，上限受到475℃脆性的限制，上限溫度不能超過(guò)300℃。

4.雙相不銹鋼固溶處理后需要快冷，緩慢冷卻會(huì)引起脆性相的析出，從而導(dǎo)致鋼的韌性，特別是耐局部腐蝕性能的下降。

5.高鉻鉬雙相不銹鋼的熱加工與熱成型的下限溫度不能低于950℃，超級(jí)雙相不銹鋼不能低于980℃低鉻鉬雙相不銹鋼不能低于900℃，避免因脆性相的析出在加工過(guò)程造成表面裂紋[5]。

2課題背景及開(kāi)展研究的意義

2.1課題背景

雙相不銹鋼冶煉質(zhì)量要求高，價(jià)格較貴，產(chǎn)量不高。但是經(jīng)過(guò)了幾十年的研制和開(kāi)發(fā)，隨著新產(chǎn)品和新工藝的快速發(fā)展，尤其是當(dāng)代超低C含N雙相不銹鋼克服了焊接方面的一些問(wèn)題，結(jié)合雙相不銹鋼所具有的耐局部腐蝕和綜合力學(xué)性能好的一些優(yōu)點(diǎn)，為焊接結(jié)構(gòu)材料大量推廣和應(yīng)用創(chuàng)造了條件。近10年市場(chǎng)銷(xiāo)售量增加很快，加之隨著超級(jí)雙相不銹鋼的步入市場(chǎng)，擴(kuò)大了在一些苛刻介質(zhì)中的應(yīng)用，使雙相不銹鋼的應(yīng)用范圍不斷拓展，已在化工，陸上和海上油氣工程，紙漿和造紙，能源，運(yùn)輸業(yè)，軍事，制藥和食品工業(yè)以及建筑業(yè)等工業(yè)領(lǐng)域贏得了一席之地，大多數(shù)用來(lái)制造反應(yīng)容器，各種工業(yè)設(shè)備和輸送管道等。大多數(shù)的應(yīng)用中，雙相不銹鋼被認(rèn)為是具有成本效益的材料，填補(bǔ)了普通奧氏體不銹鋼如316和高合金奧氏體不銹鋼之間的空白。

雙相不銹鋼品種中使用量最大的是2205雙相不銹鋼，它具有良好的韌性，強(qiáng)度和焊接性能，其優(yōu)良的耐中性氯化物應(yīng)力腐蝕性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)18-8型不銹鋼，并具有良好的抗孔蝕和抗縫隙腐蝕能力，屈服強(qiáng)度是304型不銹鋼的兩倍。該類(lèi)鋼中的含Ni量?jī)H為18-8型不銹鋼的一半，解決了世界上用Ni資源的不足[6]。

對(duì)于2205雙相不銹鋼工藝流程為：EF化鋼→AOD精煉→模鑄→開(kāi)坯→板坯修磨→中板熱軋→熱處理酸洗→包裝.國(guó)外廠家一般采用“AOD精煉一連鑄一爐卷軋制”工藝。太鋼采用“AOD精煉一模鑄一初軋開(kāi)坯一中板軋制”工藝。與國(guó)外工藝相比，主要難點(diǎn)是AOD爐內(nèi)氮的精確控制和熱加工工藝[7]。開(kāi)始研制時(shí)初軋坯開(kāi)裂，表面質(zhì)量較差，影響成品中板的表面質(zhì)量和成材率。通過(guò)控制成分及改善鋼的質(zhì)量和執(zhí)行合理的熱加工工藝，取得了良好的生產(chǎn)效果[8]。2205雙相不銹鋼中，N的含量大大高于普通不銹鋼，故精煉時(shí)要采取合適的N合金化冶煉工藝，嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，提高N的百分含量。同時(shí)也要嚴(yán)格控制Cr和Ni的含量，確保鋼中鐵索體和奧氏體的比例，保障最終材料的力學(xué)性能。雙相不銹鋼由于為鐵素體和奧氏體的雙相結(jié)構(gòu)，高溫下鐵素體和奧氏體的熱塑不一致，導(dǎo)致軋制時(shí)產(chǎn)生開(kāi)裂，從而影響板材的表面質(zhì)量和成材率，因此需執(zhí)行合理的軋制工藝[9]。

由于2205DSS在中國(guó)克拉2氣田工程中已經(jīng)得到了比較成功的應(yīng)用，其供應(yīng)廠家大部分還來(lái)自于國(guó)外例如瑞典AVESTA，德國(guó)BUTTING、EEW以及美國(guó)的CUSYOMALLOYCORP公司，化學(xué)成分的精確掌握程度摘錄在AVESTA公司的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，見(jiàn)表1，通過(guò)比較得出：從表中可以看出其C，Si，Mn，S含量明顯低于國(guó)內(nèi)的要求，式樣的成分差距很小控制穩(wěn)定，而且N含量較高。由于高合金元素的加入使得2205雙相不銹鋼不存在明顯的475℃析出相，而在850℃存在析出相，并且在較短的時(shí)間（大概兩分鐘）就有明顯的析出相[8]。

表1AVESTA公司對(duì)2205DSS化學(xué)組成的熱分析(wt%)[11]

金屬

C

Si

Mn

P

S

Cr

Ni

Mo

N

A

0.014

0.45

1.49

0.023

0.001

22.2

5.8

2.99

0.17

B

0.018

0.42

1.48

0.022

0.001

21.9

5.6

2.95

0.16

C

0.017

0.45

1.41

0.021

0.001

21.6

5.8

2.99

0.19

D

0.012

0.42

1.40

0.029

0.003

22.1

5.6

3.28

0.16

2.2開(kāi)展研究的意義

2205雙相不銹鋼（也稱22Cr雙相不銹鋼），其主要的化學(xué)成分為Cr（約22%wt），Ni(約5%wt)，Mo（約3%wt）和N（約0.15%wt）其舊牌號(hào)為00Cr22Ni5Mo3N，新牌號(hào)為022Cr22Ni5Mo3N，化學(xué)成分見(jiàn)表2。在正常的交貨狀態(tài)(即固溶狀態(tài))下其顯微組織為50%鐵素體和50%奧氏體兩相組織。由于化學(xué)成分和顯微組織的特點(diǎn)，2205雙相不銹鋼是一種具有優(yōu)良機(jī)械性能和抗腐蝕性能的鋼種，國(guó)外從20世紀(jì)80年代開(kāi)始在工程中大量應(yīng)用，取得了良好的應(yīng)用效果，各國(guó)牌號(hào)見(jiàn)表3。我國(guó)從20世紀(jì)90年代開(kāi)始應(yīng)用，其用量在逐年增加。

表2:2205雙相不銹鋼的化學(xué)成分

鋼號(hào)

C≤

Mn≤

Si≤

S≤

P≤

Cr

Ni

Mo

N

00Cr22Ni5Mo3N

0.03

2.00

1.0

0.02

0.03

21.0/23.0

4.50/6.50

2.50/3.50

0.08/0.20

表3：2205雙相不銹鋼相應(yīng)牌號(hào)對(duì)照

Sandvick

UNS

DIN

SS

AFNOR

EN

SAF2205

S31803/S32205

W-Ni.1.4462

2377

UR45N、UR45N+

1.4462

2205雙相不銹鋼雖然是一種性能良好的結(jié)構(gòu)材料，但是，不當(dāng)?shù)臒崽幚?，焊接等熱加工過(guò)程，會(huì)產(chǎn)生有損性的析出相，另外該材料的組織，力學(xué)性能和耐腐蝕等性能特點(diǎn)不同于一般的奧氏體不銹鋼，只有掌握這些性能特點(diǎn)才能保障材料合理，安全的使用[12]。

對(duì)大部分人員來(lái)說(shuō)，2205雙相不銹鋼是一種新型材料。從公開(kāi)的文獻(xiàn)可以看出，國(guó)內(nèi)許多工程設(shè)備制造在焊接材料選擇和工藝參數(shù)指定，腐蝕方法選擇和性能評(píng)價(jià)等方面還存在著許多不盡完善之處，部分技術(shù)人員對(duì)該材料的有害析出相和相比例沒(méi)有足夠的認(rèn)識(shí)，對(duì)其應(yīng)用技術(shù)缺乏必要的技術(shù)儲(chǔ)備，影響了該材料的安全合理的使用。通過(guò)查得文獻(xiàn)可知道：退火溫度對(duì)2205雙相不銹鋼的力學(xué)性能有重要影響，兩個(gè)主要因素為組織再結(jié)晶完全程度和兩相組織轉(zhuǎn)變。當(dāng)退火溫度在900~1050℃時(shí)，隨著退火溫度的提高，組織的再結(jié)晶起主導(dǎo)作用，因而鋼的強(qiáng)度逐漸下降；當(dāng)退火溫度在1050~1150℃時(shí)，隨著退火溫度的提高，兩相組織轉(zhuǎn)變起主導(dǎo)作用，因而鋼的強(qiáng)度逐漸增加?？偟膩?lái)講，當(dāng)退火溫度在1000~1100℃時(shí)，2205雙相不銹鋼的力學(xué)性能變化較小[13]。

3研究?jī)?nèi)容、預(yù)期目標(biāo)和研究方法

3.1研究?jī)?nèi)容

退火酸洗工藝對(duì)2205雙相不銹鋼的相組成及力學(xué)性能的影響

主要針對(duì)2205雙相不銹鋼再結(jié)晶規(guī)律進(jìn)行研究總結(jié)，和不同退火工藝（退火溫度，退火時(shí)間）對(duì)相組成的影響

3.2預(yù)期目標(biāo)

1）確定2205雙相不銹鋼的再結(jié)晶溫度；

2）確定該鋼種最適合的退火，酸洗工藝；

3）確定不同工藝下不銹鋼的相組成。

3.3研究方法

3.3.12205雙相不銹鋼再結(jié)晶溫度的測(cè)定

由Fe-Cr相圖（圖1），F(xiàn)e-Cr-Ni650℃三元相圖（圖2），結(jié)合Cr，Mo為封閉γ相區(qū)的元素，并且使得轉(zhuǎn)變奧氏體轉(zhuǎn)變溫度升高以及各個(gè)生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)工藝可知2205雙相不銹鋼主要的退火溫度區(qū)間在950~1150℃之間，所以確定在850℃以上測(cè)定2205雙相不銹鋼的再結(jié)晶溫度區(qū)間，方法如下。

測(cè)定方法一：測(cè)定2205雙相不銹鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線（TTT曲線）

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5057-85、GB5058-85，按圖3所示將原料加工成Φ4×10的圓柱試樣3個(gè)，磨掉試樣表面的氧化層并清潔處理。在熱膨脹儀上進(jìn)行TTT曲線的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟為：先以20℃/s加熱至1250℃，并保溫5min，使合金元素充分溶解，再以5℃/s冷至不同的變形溫度（850℃、890℃、930℃、980℃、1000℃、1030℃、1050℃、1060℃、1070℃、1080℃、1090℃、1100℃、1130℃、1150℃、1170℃

1210℃、1250℃），每一溫度下進(jìn)行測(cè)試并繪制出TTT曲線，從而確定再結(jié)晶溫度。

圖1Fe-Cr相圖[14]

圖2Fe-Cr-Ni900℃三元相圖

圖3實(shí)驗(yàn)樣品形狀Φ4×10

測(cè)定方法二：采用硬度法(Hv)測(cè)定保溫1h后的軟化曲線,

在Gleeble-1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)。將Φ8×15尺寸的式樣先以20℃/s加熱至1250℃，并保溫5min，使合金元素充分溶解，再以5℃/s冷至不同的溫度（850℃、890℃、930℃、980℃、1000℃、1030℃、1050℃、1060℃、1070℃、1080℃、1090℃、1100℃、1130℃、1150℃、1170℃、1210℃。1250℃），每個(gè)溫度式樣一個(gè)共17個(gè)，在上述溫度下保溫2小時(shí)，進(jìn)行急速冷卻，測(cè)定最終的硬度，繪制出硬度溫度軟化曲線，從而確定再結(jié)溫度[15]。

3.3.2實(shí)驗(yàn)材料及熱處理工藝

實(shí)驗(yàn)材料為2205雙相不銹鋼板材，實(shí)驗(yàn)尺寸為10*mm10mm*10mm，數(shù)量30+5（備用）=35個(gè)，其化學(xué)成分見(jiàn)表3，固溶處理工藝為將30樣品(每個(gè)溫度下樣品3個(gè))分別加熱950℃,980℃,1000℃,1020℃,1050℃,1070℃,1100℃,1120℃,1150℃,1170℃,保溫二小時(shí)，將30個(gè)不同溫度的樣品進(jìn)行水冷，所有熱處理均在箱式電阻爐中進(jìn)行熱處理，將經(jīng)過(guò)熱處理的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行打磨拋光。并在80~90℃的Murakami溶液(30gKOH+30gK3Fe(CN)6+10mlH2O)中浸蝕，浸蝕時(shí)間為2~6分鐘，制備好的金相式樣在QantLaB金相分析系統(tǒng)上進(jìn)行觀察和定量分析，同時(shí)在顯微硬度測(cè)試測(cè)定不同固溶處理后組成相的顯微硬度[16]。

3.3.3顯微硬度測(cè)試

將經(jīng)過(guò)不同溫度固溶處理后的樣品用顯微硬度計(jì)測(cè)試表面的硬度，并繪制曲線。通過(guò)此曲線來(lái)分析在不同溫度下固溶能得到的產(chǎn)品的硬度。

3.3.4α相與γ相含量的測(cè)定

通過(guò)對(duì)顯微組織的觀察和測(cè)定確定在各個(gè)溫度固溶下的樣品中α相與γ相的所占比例，從而得到兩相比例相接近的固溶溫度，為選擇退火工藝做好準(zhǔn)備[17]。

3.3.5不同溫度下相轉(zhuǎn)變機(jī)制 觀察通過(guò)固溶侵蝕后的樣品的金相組織來(lái)分析，850~1250℃的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律，得出相應(yīng)的結(jié)論

3.3.6實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析

通過(guò)對(duì)α、γ兩相的含量的測(cè)定，組織形貌的觀察分析以及不同固溶溫度下顯微硬度的測(cè)定等試驗(yàn)結(jié)果對(duì)不同熱處理工藝進(jìn)行分析，最終確定2205DSS適合的熱處理工藝。

4進(jìn)度安排

第五周進(jìn)行2205DSS的TTT曲線測(cè)定以及硬度軟化曲線的測(cè)定，繪制出曲線并確定再結(jié)晶溫度。

第六周對(duì)再結(jié)晶溫度區(qū)間的樣品進(jìn)行固溶處理。

第七、八周打磨拋光急速冷卻樣品和固溶樣品，并得出各個(gè)樣品的金相組織。

第九、十周對(duì)樣品的顯微硬度和α相含量進(jìn)行測(cè)定，提交中期報(bào)告。

第十一、十二周對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)歸納，得出相應(yīng)的結(jié)論。

第十三到十六周提取適合2205DSS的熱處理工藝，書(shū)寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告并準(zhǔn)備答辯。

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