固溶处理对S32707特超级双相不锈钢析出相、组织及性能影响

工程科学学报 Chinese Journal of Engineering 固溶处理对$32707特超级双相不锈钢析出相、组织及性能影响 沈伟孙丽娟李长荣杨占兵王福明 Solution treatment effect on precipitates,microstructure,and properties of S32707 hyper-duplex stainless steel SHEN Wei,SUN Li-juan,LI Chang-rong.YANG Zhan-bing.WANG Fu-ming 引用本文： 沈伟，孙丽娟，李长荣，杨占兵，王福明.固溶处理对$32707特超级双相不锈钢析出相、组织及性能影响.工程科学学报， 2021,43(10:1339-1345.doi:10.13374.issn2095-9389.2021.03.25.002 SHEN Wei,SUN Li-juan,LI Chang-rong,YANG Zhan-bing,WANG Fu-ming.Solution treatment effect on precipitates, microstructure,and properties of S32707 hyper-duplex stainless steel[J].Chinese Journal of Engineering,2021,43(10):1339-1345. doi10.13374/1.issn2095-9389.2021.03.25.002 在线阅读View online:https::/doi.org10.13374j.issn2095-9389.2021.03.25.002 您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in Mn对2205双相不锈钢耐点蚀性能的影响 Effect of manganese addition on resistance to pitting corrosion of duplex stainless steel S32205 工程科学学报.2019,41(2：246htps:/ldoi.org10.13374.issn2095-9389.2019.02.012 固溶时效工艺对6016铝合金力学性能的影响及多目标优化 Effect of solution and aging processes on the mechanical properties of 6016 aluminum alloy and multi-objective optimization 工程科学学报.2017,391)：75 https:1doi.org/10.13374j.issn2095-9389.2017.01.010 倾斜板法制备9Cr18半固态坯料二次重熔的微观组织演变 Microstructure evolution during remelting of 9Cr18 semisolid billet prepared by sloping plate method 工程科学学报.2021,43(2：248 https::/1doi.org10.13374j.issn2095-9389.2020.05.12.003 石墨烯含量对石墨烯A1-15Si-4Cu-Mg复合材料微观组织和力学性能的影响 Effect of graphene content on the microstructure and mechanical properties of graphene-reinforced Al-15Si-4Cu-Mg matrix composites 工程科学学报.2019,41(9外：1162 https:/oi.org/10.13374j.issn2095-9389.2019.09.007 2507双相不锈钢在$0，污染模拟海水中的腐蚀行为 Corrosion behavior of 2507 duplex stainless steel in simulated SO2-Polluted seawater 工程科学学报.2018.40(5：587htps:doi.org/10.13374.issn2095-9389.2018.05.009 FeCrAl不锈钢的平衡凝固相变与析出行为 Phase transformations and precipitation behavior in FeCrAl stainless steel during equilibrium solidification 工程科学学报.2017,395：710 https:/1doi.org/10.13374.issn2095-9389.2017.05.009

固溶处理对S32707特超级双相不锈钢析出相、组织及性能影响 沈伟 孙丽娟 李长荣 杨占兵 王福明 Solution treatment effect on precipitates, microstructure, and properties of S32707 hyper-duplex stainless steel SHEN Wei, SUN Li-juan, LI Chang-rong, YANG Zhan-bing, WANG Fu-ming 引用本文: 沈伟, 孙丽娟, 李长荣, 杨占兵, 王福明. 固溶处理对S32707特超级双相不锈钢析出相、组织及性能影响[J]. 工程科学学报, 2021, 43(10): 1339-1345. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.03.25.002 SHEN Wei, SUN Li-juan, LI Chang-rong, YANG Zhan-bing, WANG Fu-ming. Solution treatment effect on precipitates, microstructure, and properties of S32707 hyper-duplex stainless steel[J]. Chinese Journal of Engineering, 2021, 43(10): 1339-1345. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.03.25.002 在线阅读 View online: https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2021.03.25.002 您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in Mn对2205双相不锈钢耐点蚀性能的影响 Effect of manganese addition on resistance to pitting corrosion of duplex stainless steel S32205 工程科学学报. 2019, 41(2): 246 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.02.012 固溶时效工艺对6016铝合金力学性能的影响及多目标优化 Effect of solution and aging processes on the mechanical properties of 6016 aluminum alloy and multi-objective optimization 工程科学学报. 2017, 39(1): 75 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2017.01.010 倾斜板法制备9Cr18半固态坯料二次重熔的微观组织演变 Microstructure evolution during remelting of 9Cr18 semisolid billet prepared by sloping plate method 工程科学学报. 2021, 43(2): 248 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.05.12.003 石墨烯含量对石墨烯/Al-15Si-4Cu-Mg复合材料微观组织和力学性能的影响 Effect of graphene content on the microstructure and mechanical properties of graphene-reinforced Al-15Si-4Cu-Mg matrix composites 工程科学学报. 2019, 41(9): 1162 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.09.007 2507双相不锈钢在SO2污染模拟海水中的腐蚀行为 Corrosion behavior of 2507 duplex stainless steel in simulated SO2 -Polluted seawater 工程科学学报. 2018, 40(5): 587 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2018.05.009 FeCrAl不锈钢的平衡凝固相变与析出行为 Phase transformations and precipitation behavior in FeCrAl stainless steel during equilibrium solidification 工程科学学报. 2017, 39(5): 710 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2017.05.009

工程科学学报.第43卷，第10期：1339-1345.2021年10月 Chinese Journal of Engineering,Vol.43,No.10:1339-1345,October 2021 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2021.03.25.002;http://cje.ustb.edu.cn 固溶处理对S32707特超级双相不锈钢析出相、组织及 性能影响 沈伟，孙丽娟，李长荣2)，杨占兵)，王福明)四 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)北京科技大学材料与工程学院.北京100083 ☒通信作者，E-mail:wangfuming@metall..ustb.edu.cn 摘要通过Thermo-Calc热力学计算、OM和FE-SEM观察、力学性能和腐蚀性能试验对不同固溶温度下的特超级双相不 锈钢进行分析和研究.结果表明：σ相和非平衡氮化物是固溶水冷组织中的主要析出相，当固溶温度低于1050℃时，ō相优 先沿双相界面析出，显著降低双相不锈钢的冲击韧性：当固溶温度高于1100℃，非平衡氮化物开始在铁素体晶粒内部析出， 且随着固溶温度的升高，非平衡氨化物析出数量增加.这是由于固溶水冷过程中氨在铁素体中的溶解度快速降低，过饱和的 氮来不及扩散到相邻奥氏体中，只能以氮化物的形式析出.随固溶温度升高，铁素体含量增加，奥氏体含量降低，实验钢的强 度增加.冲击韧性降低.在1080~1120℃之间固溶时，双相比例接近1：1.S32707特超级双相不锈钢具有优良的综合力学性 能和耐晶间腐蚀性能 关键词特超级双相不锈钢：组织演变：σ相：非平衡氮化物：力学性能 分类号TG142.71 Solution treatment effect on precipitates,microstructure,and properties of S32707 hyper-duplex stainless steel SHEN Wei,SUN Li-juan,LI Chang-rong?.YANG Zhan-bing,WANG Fu-ming 1)School of Metallurgical and Ecological Engineering.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083,China 2)School of Materials Science and Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:wangfuming @metall.ustb.edu.cn ABSTRACT Duplex stainless steel (DSS)has been widely used in some harsh environments,such as flue gas shedding and seawater desalination,because of its high strength and corrosion resistance.These excellent properties rely on a high alloy content(Cr,Mo,N, etc.)and perfect dual-phase equilibrium.The dual-phase equilibrium mainly includes dual-phase proportion balance,properties balance, and absence of clear secondary phase in the solid solution structure.As one of the main developmental directions of DSS,hyper-duplex stainless steel (HDSS)has attracted much attention in recent years.In this paper,the effects of solution treatment on precipitates, microstructure,and properties of S32707 HDSS were studied by Thermo-Calc thermodynamic calculation,OM and FE-SEM observation,mechanical properties,and corrosion property tests.The results showed that phase and non-equilibrium nitrides were the main precipitates of solution-treated HDSS.When the solution temperature was lower than 1050 C,the o phase precipitated preferentially along the dual-phase boundaries,which significantly reduced the impact toughness of HDSS.When the solution temperature was higher than 1100 C,non-equilibrium nitrides precipitated in ferrite grains,and the number of non-equilibrium nitrides increased with an increase in solution temperature.The reason for the non-equilibrium nitride precipitation was that the nitrogen content 收稿日期：2021-03-25 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51974017)

固溶处理对 S32707 特超级双相不锈钢析出相、组织及 性能影响 沈    伟1)，孙丽娟1)，李长荣2)，杨占兵1)，王福明1) 苣 1) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083    2) 北京科技大学材料与工程学院，北京 100083 苣通信作者， E-mail: wangfuming@metall.ustb.edu.cn 摘    要    通过 Thermo-Calc 热力学计算、OM 和 FE-SEM 观察、力学性能和腐蚀性能试验对不同固溶温度下的特超级双相不 锈钢进行分析和研究. 结果表明：σ 相和非平衡氮化物是固溶水冷组织中的主要析出相，当固溶温度低于 1050 ℃ 时，σ 相优 先沿双相界面析出，显著降低双相不锈钢的冲击韧性；当固溶温度高于 1100 ℃，非平衡氮化物开始在铁素体晶粒内部析出， 且随着固溶温度的升高，非平衡氮化物析出数量增加. 这是由于固溶水冷过程中氮在铁素体中的溶解度快速降低，过饱和的 氮来不及扩散到相邻奥氏体中，只能以氮化物的形式析出. 随固溶温度升高，铁素体含量增加，奥氏体含量降低，实验钢的强 度增加，冲击韧性降低. 在 1080～1120 ℃ 之间固溶时，双相比例接近 1∶1，S32707 特超级双相不锈钢具有优良的综合力学性 能和耐晶间腐蚀性能. 关键词    特超级双相不锈钢；组织演变；σ 相；非平衡氮化物；力学性能 分类号    TG142.71 Solution  treatment  effect  on  precipitates,  microstructure,  and  properties  of  S32707 hyper-duplex stainless steel SHEN Wei1) ，SUN Li-juan1) ，LI Chang-rong2) ，YANG Zhan-bing1) ，WANG Fu-ming1) 苣 1) School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 苣 Corresponding author, E-mail: wangfuming@metall.ustb.edu.cn ABSTRACT    Duplex stainless steel (DSS) has been widely used in some harsh environments, such as flue gas shedding and seawater desalination, because of its high strength and corrosion resistance. These excellent properties rely on a high alloy content (Cr, Mo, N, etc.) and perfect dual-phase equilibrium. The dual-phase equilibrium mainly includes dual-phase proportion balance, properties balance, and absence of clear secondary phase in the solid solution structure. As one of the main developmental directions of DSS, hyper-duplex stainless  steel  (HDSS)  has  attracted  much  attention  in  recent  years.  In  this  paper,  the  effects  of  solution  treatment  on  precipitates, microstructure,  and  properties  of  S32707  HDSS  were  studied  by  Thermo-Calc  thermodynamic  calculation,  OM  and  FE-SEM observation, mechanical properties, and corrosion property tests. The results showed that σ phase and non-equilibrium nitrides were the main  precipitates  of  solution-treated  HDSS.  When  the  solution  temperature  was  lower  than 1050 ℃,  the  σ  phase  precipitated preferentially  along  the  dual-phase  boundaries,  which  significantly  reduced  the  impact  toughness  of  HDSS.  When  the  solution temperature was higher than 1100 ℃, non-equilibrium nitrides precipitated in ferrite grains, and the number of non-equilibrium nitrides increased with an increase in solution temperature. The reason for the non-equilibrium nitride precipitation was that the nitrogen content 收稿日期: 2021−03−25 基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51974017） 工程科学学报，第 43 卷，第 10 期：1339−1345，2021 年 10 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 43, No. 10: 1339−1345, October 2021 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2021.03.25.002; http://cje.ustb.edu.cn

·1340 工程科学学报，第43卷，第10期 in the ferrite increased with an increase in temperature.This led to the supersaturation of nitrogen in the ferrite grains during the rapid cooling process.Under such conditions,the finely dispersed non-equilibrium nitrides precipitated in the ferrite grains.With increasing solution temperature,the content of the ferrite increased,the content of austenite decreased,the strength increased,and the impact toughness decreased.The optimal solution temperature of HDSS was 1080-1120 C.Under this condition,the ratio of duplex was close to 11,and the S32707 hyper duplex stainless steel presented excellent comprehensive mechanical properties and intergranular corrosion resistance. KEY WORDS hyper duplex stainless steel;microstructure evolution;o phase:non-equilibrium nitrides:mechanical properties 特超级双相不锈钢(HDSS)因兼具超高强度和 1实验材料和方法 优良的耐腐蚀性能被认为是深海石油开采和传输 实验钢采用50kg加压感应炉熔炼并模铸成 环境下的理想材料，是双相不锈钢(DSS)重要的发 展方向之一).其较高的强度和优良的耐腐蚀性 钢锭，然后锻造成中15mm的圆棒，化学成分见表1. 图1是实验钢的锻后组织，为典型的双相织构，其 能取决于高的合金含量(Cr、Mo、N等)和双相平 中铁素体体积分数约占(54.9+2.9)% 衡值得注意的是，较高的合金含量会增加二次相 的析出风险刀，而二次相的存在对DSS的热加工性 表1实验钢化学成分（质量分数） 能、力学性能和耐腐蚀性能往往是不利的⑧-山，徐见 Table 1 Chemical composition of the tested steel 平等2研究表明：成分为28.59%Cr-4.3%M0-0.42%N C Si Mn Cr Mo Ni N Cu Co Fe 的S32707特超级双相不锈钢，由于σ相等二次相 0.01 0.371.1827.424.646.500.340.540.77Bal. 的析出，钢锭在加热炉内就发生开裂.黄盛等] 6 研究表明：σ相的存在虽然会增加DSS的强度和 硬度，但会造成材料塑性的显著降低.由于HDSS 的高合金、高性能要求与析出相、热加工性能之 间的矛盾关系，我国对特超级双相不锈钢成分设 计尚没有一个统一标准，目前还需要更多的基础 100μm 100μm 研究 图1实验钢锻后组织.(a)纵向：(b)横向 本课题组在对S32750超级双相不锈钢的 Fig.I Structure of the tested steel being forged:(a)longitudinal; 研究中发现：固溶处理温度达到1200℃时，铁素 (b)transverse 体及铁素体亚品界可观察到大量非平衡氨化物相 为探究固溶处理对实验钢的析出相、组织演 (CrN).徐海健等9在节约型2101双相不锈钢 变及性能的影响，基于图2实验钢热力学相图，在 1240℃固溶时也发现了此类非平衡氮化物.而关 1000~1300℃范围内以50℃为温度间隔进行固 于特超级双相不锈钢中非平衡氮化物的析出行为 溶处理，同时对热力学上双相接近1：1的重点考 的相关研究报道较少.相比于S32750和节约型 虑温度区间增加试验点.综上，将实验钢在1000、 2101双相不锈钢，S32707特超级双相不锈钢氨含 1050、1080、1100、1120、1150、1200、1250和1300℃ 量进一步增加61刀随着氨含量的增加，非平衡氨 保温30min固溶处理，然后快速水冷.试样经打磨 化物的析出风险增加，因此有必要研究非平衡氨 抛光后，用KOH溶液(20gKOH+100mL去离子 化物在S32707中的析出行为. 水)电解，电压10V,时间6~10s.利用Image J软 在合金含量一定的情况下，热处理工艺对双 件进行双相含量统计，每个温度点不少于20张光 相不锈钢二次相析出、组织演变和材料性能具有 镜照片，采用FE-SEM和TEM进行析出相和组织 显著影响8-0综上，本文通过Thermo-Calc热力 分析.参照国标GBT228.1一2010、GB/T229一 学计算、光学显微镜(OM)、场发射扫描电镜(FE 2007和GB/T4334一2008对固溶处理样品分别进 SEM)、能谱(EDS)、透射电镜(TEM)等，研究固溶 行常温拉伸实验、冲击实验和晶间腐蚀实验 温度对$32707特超级双相不锈钢的二次相析出 2实验结论与讨论 (σ相和非平衡氨化物相)、组织演变及力学性能 的影响，为特超级双相不锈钢的成分设计及工业 2.1固溶温度对双相比例的影响 应用提供参考 图3是实验钢在不同固溶温度下的组织形貌

in the ferrite increased with an increase in temperature. This led to the supersaturation of nitrogen in the ferrite grains during the rapid cooling process. Under such conditions, the finely dispersed non-equilibrium nitrides precipitated in the ferrite grains. With increasing solution  temperature,  the  content  of  the  ferrite  increased,  the  content  of  austenite  decreased,  the  strength  increased,  and  the  impact toughness decreased. The optimal solution temperature of HDSS was 1080‒1120 ℃. Under this condition, the ratio of duplex was close to  1∶1,  and  the  S32707  hyper  duplex  stainless  steel  presented  excellent  comprehensive  mechanical  properties  and  intergranular corrosion resistance. KEY WORDS    hyper duplex stainless steel；microstructure evolution；σ phase；non-equilibrium nitrides；mechanical properties 特超级双相不锈钢（HDSS）因兼具超高强度和 优良的耐腐蚀性能被认为是深海石油开采和传输 环境下的理想材料，是双相不锈钢（DSS）重要的发 展方向之一[1−2] . 其较高的强度和优良的耐腐蚀性 能取决于高的合金含量（Cr、Mo、N 等）和双相平 衡[3−4] . 值得注意的是，较高的合金含量会增加二次相 的析出风险[5−7] ，而二次相的存在对 DSS 的热加工性 能、力学性能和耐腐蚀性能往往是不利的[8−11] . 徐见 平等[12] 研究表明：成分为28.59%Cr−4.3%Mo−0.42%N 的 S32707 特超级双相不锈钢，由于 σ 相等二次相 的析出，钢锭在加热炉内就发生开裂. 黄盛等[13] 研究表明：σ 相的存在虽然会增加 DSS 的强度和 硬度，但会造成材料塑性的显著降低. 由于 HDSS 的高合金、高性能要求与析出相、热加工性能之 间的矛盾关系，我国对特超级双相不锈钢成分设 计尚没有一个统一标准，目前还需要更多的基础 研究. 本课题组[14] 在对 S32750 超级双相不锈钢的 研究中发现：固溶处理温度达到 1200 ℃ 时，铁素 体及铁素体亚晶界可观察到大量非平衡氮化物相 （Cr2N）. 徐海健等[15] 在节约型 2101 双相不锈钢 1240 ℃ 固溶时也发现了此类非平衡氮化物. 而关 于特超级双相不锈钢中非平衡氮化物的析出行为 的相关研究报道较少. 相比于 S32750 和节约型 2101 双相不锈钢，S32707 特超级双相不锈钢氮含 量进一步增加[16−17] . 随着氮含量的增加，非平衡氮 化物的析出风险增加，因此有必要研究非平衡氮 化物在 S32707 中的析出行为. 在合金含量一定的情况下，热处理工艺对双 相不锈钢二次相析出、组织演变和材料性能具有 显著影响[18−20] . 综上，本文通过 Thermo-Calc 热力 学计算、光学显微镜（OM）、场发射扫描电镜（FE￾SEM）、能谱（EDS）、透射电镜（TEM）等，研究固溶 温度对 S32707 特超级双相不锈钢的二次相析出 （σ 相和非平衡氮化物相）、组织演变及力学性能 的影响，为特超级双相不锈钢的成分设计及工业 应用提供参考. 1    实验材料和方法 实验钢采用 50 kg 加压感应炉熔炼并模铸成 钢锭，然后锻造成 ϕ15 mm 的圆棒，化学成分见表 1. 图 1 是实验钢的锻后组织，为典型的双相织构，其 中铁素体体积分数约占（54.9±2.9）%. 表 1 实验钢化学成分（质量分数） Table 1   Chemical composition of the tested steel % C Si Mn Cr Mo Ni N Cu Co Fe 0.01 0.37 1.18 27.42 4.64 6.50 0.34 0.54 0.77 Bal. (a) (b) 100 μm 100 μm 图 1    实验钢锻后组织. （a）纵向；（b）横向 Fig.1     Structure  of  the  tested  steel  being  forged:  (a)  longitudinal; (b) transverse 为探究固溶处理对实验钢的析出相、组织演 变及性能的影响，基于图 2 实验钢热力学相图，在 1000～1300 ℃ 范围内以 50 ℃ 为温度间隔进行固 溶处理，同时对热力学上双相接近 1∶1 的重点考 虑温度区间增加试验点. 综上，将实验钢在 1000、 1050、1080、1100、1120、1150、1200、1250 和1300℃ 保温 30 min 固溶处理，然后快速水冷. 试样经打磨 抛光后，用 KOH 溶液（20 g KOH+ 100 mL 去离子 水）电解，电压 10 V，时间 6～10 s. 利用 Image J 软 件进行双相含量统计，每个温度点不少于 20 张光 镜照片. 采用 FE-SEM 和 TEM 进行析出相和组织 分析. 参照国标 GB/T 228.1—2010、GB/T 229— 2007 和 GB/T 4334—2008 对固溶处理样品分别进 行常温拉伸实验、冲击实验和晶间腐蚀实验. 2    实验结论与讨论 2.1    固溶温度对双相比例的影响 图 3 是实验钢在不同固溶温度下的组织形貌 · 1340 · 工程科学学报，第 43 卷，第 10 期

沈伟等：固溶处理对S32707特超级双相不锈钢析出相、组织及性能影响 1341· 10 素体体积分数不足30%.随着固溶温度的升高， 10 析出相含量降低，铁素体含量增加，组织呈现为 双相相间分布的带状织构，如图3(b)~(c).如 10 CrN 图3(d)~(g).当固溶温度大于1150℃时，随着 固溶温度进一步增加，铁素体含量增加，部分铁 10 MzC. MnS 素体晶粒尺寸增大.当固溶温度超过1250℃时， 10 FCCA1#2 由于铁素体晶粒的粗化及奥氏体含量的降低，奥 10 400 600 8001000120014001600 氏体由带状逐渐转变成岛状分布在铁素体相界 △ Temperature/℃ 处.不同温度下双相含量的变化结果如图3(h), 图2实验钢Thermo-Cac热力学计算结果 随着固溶温度的升高，铁素体含量整体呈升高趋 Fig.2 Thermo-Calc thermodynamic calculation of tested steel 势，奥氏体含量整体呈下将趋势，在1050~1120℃ 与双相含量的统计结果.如图3(a),在1000℃固 范围内，双相比例接近1：1，实验结果与热力学 溶时，组织中存在大量的析出相，导致组织中铁 结果基本吻合 (a) h (c) 10m 10 um 20μm 50 um 50 um (d) (e) ( 50 um 50m 50μm (h)80F --Ferrite 0 -Austenite 60 30 20 00m 10001100 1200 1300 Annealing temperature/C 图3不同固溶温度下析出相、组织光镜形貌及双相统计结果.(a)1000℃：(b)1050℃：(c)1100℃：(d)1150℃：(e)1200℃：(f)1250℃：(g)1300 ℃：(h)双相统计结果 Fig.3 OM images of precipitates and microstructure at different annealing temperatures and results of dual-phase volume fractions:(a)1000 C;(b)1050 ℃；(c)1100℃；(d1150℃；，(e)1200℃；(f)1250℃；(g)1300℃，(h)results of dual-phase volume fractions at different annealing temperatures 2.2固溶温度对析出相的影响 分铁素体相被c和Y2占据，如图4(a)所示.研究 图4是不同固溶温度下σ相分布的背散射形 表明，σ相的主要析出机制是铁素体的共析转变 貌.通过EDS对σ相和二次奥氏体相(Y2)进行成 (8→6+Y2)B11.固溶温度为1050℃时，。相析出量 分分析，其中o相主要合金元素Cr、Mo、Ni的质 显著降低，仅在双相界线及三角区域有少量σ相 量分数分别为31.48%、8.08%和5.13%，而2相主 析出，约2.0%.固溶温度为1080℃时，组织中无 要合金元素Cr、Mo、Ni的质量分数分别为24.82%、 明显析出相存在 3.42%和8.02%.可见，c相富含Cr和Mo而贫Ni, 图5是不同温度下非平衡氨化物的OM形 Y2相则富含Ni而贫Cr和Mo.HDSS中较高的 貌.当固溶温度为1080℃时，固溶组织中无明 Cr和Mo含量促进o相在1000℃下快速析出，部 显非平衡氨化物析出.随着固溶温度的升高，铁

与双相含量的统计结果. 如图 3（a），在 1000 ℃ 固 溶时，组织中存在大量的析出相，导致组织中铁 素体体积分数不足 30%. 随着固溶温度的升高， 析出相含量降低，铁素体含量增加，组织呈现为 双相相间分布的带状织构，如图 3（ b）～（ c） . 如 图 3（d）～（g），当固溶温度大于 1150 ℃ 时，随着 固溶温度进一步增加，铁素体含量增加，部分铁 素体晶粒尺寸增大. 当固溶温度超过 1250 ℃ 时， 由于铁素体晶粒的粗化及奥氏体含量的降低，奥 氏体由带状逐渐转变成岛状分布在铁素体相界 处. 不同温度下双相含量的变化结果如图 3（h）， 随着固溶温度的升高，铁素体含量整体呈升高趋 势，奥氏体含量整体呈下将趋势，在 1050～1120 ℃ 范围内，双相比例接近 1∶1，实验结果与热力学 结果基本吻合. (a) (b) (c) (d) (e) (g) (h) (f) 20 μm 10 μm 10 μm 50 μm 50 μm 50 μm 50 μm 50 μm 80 Ferrite 70 Austenite 60 50 40 30 20 1000 1100 Annealing temperature/℃ Volume fraction/ % 1200 1300 100 μm 图 3    不同固溶温度下析出相、组织光镜形貌及双相统计结果. （a）1000 ℃；（b）1050 ℃；（c）1100 ℃；（d）1150 ℃；（e）1200 ℃；（f）1250 ℃；（g）1300 ℃；（h）双相统计结果 Fig.3    OM images of precipitates and microstructure at different annealing temperatures and results of dual-phase volume fractions: (a) 1000 ℃; (b) 1050 ℃; (c) 1100 ℃; (d) 1150 ℃; (e) 1200 ℃; (f) 1250 ℃; (g) 1300 ℃; (h) results of dual-phase volume fractions at different annealing temperatures 2.2    固溶温度对析出相的影响 图 4 是不同固溶温度下 σ 相分布的背散射形 貌. 通过 EDS 对 σ 相和二次奥氏体相（γ2）进行成 分分析，其中 σ 相主要合金元素 Cr、Mo、Ni 的质 量分数分别为 31.48%、8.08% 和 5.13%，而 γ2 相主 要合金元素 Cr、Mo、Ni 的质量分数分别为 24.82%、 3.42% 和 8.02%. 可见，σ 相富含 Cr 和 Mo 而贫 Ni， γ2 相则富 含 Ni 而 贫 Cr 和 Mo. HDSS 中较高 的 Cr 和 Mo 含量促进 σ 相在 1000 ℃ 下快速析出，部 分铁素体相被 σ 和 γ2 占据，如图 4（a）所示. 研究 表明，σ 相的主要析出机制是铁素体的共析转变 （δ→σ+γ2） [3, 13] . 固溶温度为 1050 ℃ 时，σ 相析出量 显著降低，仅在双相界线及三角区域有少量 σ 相 析出，约 2.0%. 固溶温度为 1080 ℃ 时，组织中无 明显析出相存在. 图 5 是不同温度下非平衡氮化物 的 OM 形 貌. 当固溶温度为 1080 ℃ 时，固溶组织中无明 显非平衡氮化物析出. 随着固溶温度的升高，铁 100 10−2 10−1 10−4 10−5 10−3 101 Mole fraction of phase Temperature/℃ 400 600 800 MnS α L 1000 1200 1400 1600 χ FCC_A1#2 M23C6 Cr2N γ δ σ 图 2    实验钢 Thermo-Calc 热力学计算结果 Fig.2    Thermo-Calc thermodynamic calculation of tested steel 沈    伟等： 固溶处理对 S32707 特超级双相不锈钢析出相、组织及性能影响 · 1341 ·

1342 工程科学学报，第43卷，第10期 (a) (b) (c) Cellular G+y 00w度随样马m 图4不同固溶温度下析出相和组织的背撒射电子形貌.(a)1000℃：(b)1050℃：(c)1080℃ Fig.4 Backscattered electron observation of precipitates and microstructure at different annealing temperatures:(a)1000 C;(b)1050 C;(c)1080 C 素体相内开始析出非平衡氨化物，且随着固溶 体边界基本无此类非平衡氨化物析出.图6(a) 温度的增加，非平衡氨化物析出量迅速增加.值 和(b)分别为非平衡氨化物TEM形貌及选区电 得注意的是非平衡氨化物主要分布在大尺寸铁 子衍射，可见，非平衡氨化物主要呈“棒状”形貌 素体晶内，而小晶粒铁素体内部和铁素体奥氏 析出. a (b) Precipitates in ograins 20 um 20 um 20m (d) (e) ( 204m 20m 20m 图5不同固溶温度下非平衡氮化物0M形貌.(a)1080℃：(b)1100℃：(c)1150℃：(d)1200℃：(e)1250℃：()1300℃ Fig5 OM observation of non-equilibrium nitrides at different annealing temperatures:(a)1080℃，(b)1100℃，(c)1150℃，(d)1200℃；(e)1250℃， (01300℃ 随着固溶温度的升高，氨在铁素体中的溶解 2.3 固溶处理对力学性能的影响 度增大，因此随着温度的升高铁素体中含氨量增 表2是在室温条件下不同固溶温度实验钢的 加，如图6(c)所示.在快速冷却过程中，由于铁素 拉伸和冲击实验结果.固溶温度从1050℃增加 体中氮的溶解度迅速降低，氮在铁素体中呈过饱 到1200℃，铁素体含量增加，不同固溶温度下实 和状态，最终导致细小弥散的氨化物在铁素体晶 验钢抗拉强度变化较小，屈服强度整体呈上升趋 内析出，且随着固溶温度的升高，析出数量增多 势，可见固溶处理对实验钢的抗拉强度和屈服强 因此这种非平衡析出的氨化物常被称作“淬火氨 度的影响是不完全一致的.梁田在核电用双相 化物”或“非平衡氨化物”21-2)而在铁素体和奥氏 不锈钢中也发现了相似的现象.这种现象归结于， 体边界及小品粒铁素体内部，氨有足够的时间扩 固溶处理同时影响双相组织转变、组织再结品的 散到相邻奥氏体中，因此不会有非平衡氨化物析 完全程度、二次相析出及元素配分等，而这些因素 出m,Deng等2研究表明：S32750超级双相不锈 的变化对DSS的力学性能的影响是不同的2627 钢在固溶温度高于1200℃时，铁素体内部才会析 随固溶温度的升高，实验钢断后伸长率均呈先升 出这种非平衡氮化物(CrN).本实验中，特超级双 高后降低的变化趋势.利用场发射扫描电镜观察 相不锈钢1100℃固溶时，铁素体内部就已经析出 不同固溶温度下实验钢宏观及纤维区断口形貌， 此类氨化物，这说明氮含量的增加对非平衡氮化 结果如图7所示.除1050℃固溶样品外，其余宏 物析出具有显著的促进作用. 观断口均具有明显的颈缩现象，呈杯锥状韧性断

素体相内开始析出非平衡氮化物，且随着固溶 温度的增加，非平衡氮化物析出量迅速增加. 值 得注意的是非平衡氮化物主要分布在大尺寸铁 素体晶内，而小晶粒铁素体内部和铁素体/奥氏 体边界基本无此类非平衡氮化物析出. 图 6（ a） 和（ b）分别为非平衡氮化物 TEM 形貌及选区电 子衍射，可见，非平衡氮化物主要呈“棒状”形貌 析出. (a) (b) (c) (d) (e) (f) 20 μm 20 μm 20 μm 20 μm 20 μm 20 μm 图 5    不同固溶温度下非平衡氮化物 OM 形貌. （a）1080 ℃；（b）1100 ℃；（c）1150 ℃；（d）1200 ℃；（e）1250 ℃；（f）1300 ℃ Fig.5    OM observation of non-equilibrium nitrides at different annealing temperatures: (a) 1080 ℃; (b) 1100 ℃; (c) 1150 ℃; (d) 1200 ℃; (e) 1250 ℃; (f) 1300 ℃ 随着固溶温度的升高，氮在铁素体中的溶解 度增大，因此随着温度的升高铁素体中含氮量增 加，如图 6（c）所示. 在快速冷却过程中，由于铁素 体中氮的溶解度迅速降低，氮在铁素体中呈过饱 和状态，最终导致细小弥散的氮化物在铁素体晶 内析出，且随着固溶温度的升高，析出数量增多. 因此这种非平衡析出的氮化物常被称作“淬火氮 化物”或“非平衡氮化物” [21−23] . 而在铁素体和奥氏 体边界及小晶粒铁素体内部，氮有足够的时间扩 散到相邻奥氏体中，因此不会有非平衡氮化物析 出[22] . Deng 等[24] 研究表明：S32750 超级双相不锈 钢在固溶温度高于 1200 ℃ 时，铁素体内部才会析 出这种非平衡氮化物（Cr2N）. 本实验中，特超级双 相不锈钢 1100 ℃ 固溶时，铁素体内部就已经析出 此类氮化物，这说明氮含量的增加对非平衡氮化 物析出具有显著的促进作用. 2.3    固溶处理对力学性能的影响 表 2 是在室温条件下不同固溶温度实验钢的 拉伸和冲击实验结果. 固溶温度从 1050 ℃ 增加 到 1200 ℃，铁素体含量增加，不同固溶温度下实 验钢抗拉强度变化较小，屈服强度整体呈上升趋 势，可见固溶处理对实验钢的抗拉强度和屈服强 度的影响是不完全一致的. 梁田[25] 在核电用双相 不锈钢中也发现了相似的现象. 这种现象归结于， 固溶处理同时影响双相组织转变、组织再结晶的 完全程度、二次相析出及元素配分等，而这些因素 的变化对 DSS 的力学性能的影响是不同的[26−27] . 随固溶温度的升高，实验钢断后伸长率均呈先升 高后降低的变化趋势. 利用场发射扫描电镜观察 不同固溶温度下实验钢宏观及纤维区断口形貌， 结果如图 7 所示. 除 1050 ℃ 固溶样品外，其余宏 观断口均具有明显的颈缩现象，呈杯锥状韧性断 (a) (b) (c) 图 4    不同固溶温度下析出相和组织的背散射电子形貌. （a）1000 ℃；（b）1050 ℃；（c）1080 ℃ Fig.4    Backscattered electron observation of precipitates and microstructure at different annealing temperatures: (a) 1000 ℃; (b) 1050 ℃; (c) 1080 ℃ · 1342 · 工程科学学报，第 43 卷，第 10 期

沈伟等：固溶处理对S32707特超级双相不锈钢析出相、组织及性能影响 1343 (a) (b) (c)10- 一Ferrite -Austenite 10-2 2110 103 0002 2112 10- 1000 11001200 1300 200nn CraN [01T0] Temperature/℃ 图6非平衡氨化物TEM形貌()和选区电子衍射(b).不同温度下氨在铁素体和奥氏体中含量的热力学计算结果(c) Fig.6 TEM morphology (a)and electron selected area diffraction(b)of nonequilibrium nitride,thermodynamic calculation results(c)of N content in ferrite and austenite at different temperatures 表2不同固溶温度下实验钢力学性能 1080~1120℃之间时，纤维区由不同大小的等轴 Table 2 Mechanical properties of experimental steel at different 状韧窝组成.随着固溶温度进一步升高，断口纤维 annealing temperatures 区等轴韧窝逐渐减少，弯折的撕裂棱数量增加.此 Annealing Tensile Yield Elongation/ Impact temperature strength/ strength/ energy 外，随着固溶温度的升高，实验钢的冲击功也呈现 ℃ % MPa MPa J 先增加后降低的变化趋势.可见，1050℃固溶处 1050 944 701 31 153 理时，因σ相的析出，实验钢的塑性和韧性均降 1080 938 719 39 232 低；当固溶温度高于1080℃时，随着固溶温度的 1100 941 724 38 223 升高，实验钢双相组织中铁素体含量升高，奥氏体 1120 936 729 35 219 含量降低，实验钢的屈服强度升高，塑性和韧性则 1150 940 736 35 195 呈下降趋势，这也反映了双相不锈钢的固溶组织 1200 953 757 163 中铁素体强度高于奥氏体强度，而奥氏体相的体 ASTM ≥920 ≥700 A790/A790M ≥25 积分数对实验钢的塑性和韧性的影响占主导作 用.综合分析，实验钢在1080~1120℃之间固溶 口，表现出良好的塑性.1050℃固溶时，断口纤维 处理时，双相约各占50%，材料具有较高的强度和 区为细小韧窝和解理的混合形貌.固溶温度在 冲击功 (a) (b) (d) (e) ( 图7不同固溶温度下实验钢拉伸断口FE-SEM形貌.(a)1050℃：(b)1080℃：(c)1100℃：(d)1120℃：(e)1150℃：()1200℃ Fig7FE-SEM observation of tensile fracture of tested steel at different annealing temperatures::(a)10s0℃：(b)1080℃；(c)1100℃，(d)1120℃： (e)1150℃；(01200℃ 2.4晶间腐蚀验证 分与热处理工艺.一般而言，高的Cr、Mo和N含 双相不锈钢优良的耐腐蚀性能取决于合金成 量的双相不锈钢具有更好的耐腐蚀性能242而

口，表现出良好的塑性. 1050 ℃ 固溶时，断口纤维 区为细小韧窝和解理的混合形貌. 固溶温度在 1080～1120 ℃ 之间时，纤维区由不同大小的等轴 状韧窝组成. 随着固溶温度进一步升高，断口纤维 区等轴韧窝逐渐减少，弯折的撕裂棱数量增加. 此 外，随着固溶温度的升高，实验钢的冲击功也呈现 先增加后降低的变化趋势. 可见，1050 ℃ 固溶处 理时，因 σ 相的析出，实验钢的塑性和韧性均降 低；当固溶温度高于 1080 ℃ 时，随着固溶温度的 升高，实验钢双相组织中铁素体含量升高，奥氏体 含量降低，实验钢的屈服强度升高，塑性和韧性则 呈下降趋势，这也反映了双相不锈钢的固溶组织 中铁素体强度高于奥氏体强度，而奥氏体相的体 积分数对实验钢的塑性和韧性的影响占主导作 用. 综合分析，实验钢在 1080～1120 ℃ 之间固溶 处理时，双相约各占 50%，材料具有较高的强度和 冲击功. 2.4    晶间腐蚀验证 双相不锈钢优良的耐腐蚀性能取决于合金成 分与热处理工艺. 一般而言，高的 Cr、Mo 和 N 含 量的双相不锈钢具有更好的耐腐蚀性能[24, 28] . 而 表 2    不同固溶温度下实验钢力学性能 Table 2    Mechanical  properties  of  experimental  steel  at  different annealing temperatures Annealing temperature / ℃ Tensile strength / MPa Yield strength / MPa Elongation/ % Impact energy / J 1050 944 701 31 153 1080 938 719 39 232 1100 941 724 38 223 1120 936 729 35 219 1150 940 736 35 195 1200 953 757 30 163 ASTM A790/A790M ≥920 ≥700 ≥25 1000 1100 Ferrite Austenite 1200 Temperature/℃ 1300 10−1 10−2 (a) 200 nm 0000 2110 2112 Cr2N [0 1 1 0] 0002 (b) (c) 10−3 10−4 Mass fraction of nitrogen 图 6    非平衡氮化物 TEM 形貌（a）和选区电子衍射（b），不同温度下氮在铁素体和奥氏体中含量的热力学计算结果（c） Fig.6    TEM morphology (a) and electron selected area diffraction (b) of nonequilibrium nitride, thermodynamic calculation results (c) of N content in ferrite and austenite at different temperatures (a) (b) (c) (d) (e) (f) 图 7    不同固溶温度下实验钢拉伸断口 FE-SEM 形貌. （a）1050 ℃；（b）1080 ℃；（c）1100 ℃；（d）1120 ℃；（e）1150 ℃；（f）1200 ℃ Fig.7    FE-SEM observation of tensile fracture of tested steel at different annealing temperatures: (a) 1050 ℃; (b) 1080 ℃; (c) 1100 ℃; (d) 1120 ℃; (e) 1150 ℃; (f) 1200 ℃ 沈    伟等： 固溶处理对 S32707 特超级双相不锈钢析出相、组织及性能影响 · 1343 ·

·1344 工程科学学报，第43卷，第10期 在成分一定的情况下，不同的热处理会导致双相 此本文将实验钢分别在1080、1100和1120℃固 比例变化、合金元素在双相中分配变化及二次相 溶30min后水淬，进行晶间腐蚀试验.参照GB/T 的析出，这些行为对双相不锈钢耐腐蚀性能均具 4334一2008E法，将实验钢试样在16%硫酸硫酸 有直接影响四晶间腐蚀是双相不锈钢三大类 铜溶液中煮沸16h.弯曲180的试样在10倍放大 主要腐蚀形式之一，对双相不锈钢工件具有破坏 镜下观察，所有试样均未发现晶间腐蚀裂纹，表现 影响B四基于力学试验，实验钢在1080~1120℃ 出优良的耐晶间腐蚀性能，宏观及弯折处OM形 之间固溶处理可获得良好的强度和冲击性能.因 貌见图8所示 1080℃ 1100℃ 1120℃ 而 8日 1112131415161718 1920 50 um 50 um 50μum 图8不同固溶温度下实验钢品间腐蚀宏观与OM形貌 Fig.8 Macro and OM morphology of experimental steel after an intergranular corrosion test at different annealing temperatures 3结论 2016,2:1755 [3]Wu J.Duplex Stainless Steel.Beijing:Metallurgical Industry (1)σ相和非平衡氨化物相是特超级双相不锈 Press,1999 钢1000~1300℃固溶水淬组织中的主要析出相 (吴玖.双相不锈钢.北京：冶金工业出版社，1999) 其中，σ相析出显著降低钢的冲击性能，1080℃固 [4]Yamamoto R,Yakuwa H,Miyasaka M,et al.Effects of the a/y- 溶时σ相完全溶解；当固溶温度高于1100℃时， phase ratio on the corrosion behavior of cast duplex stainless steel. 会导致非平衡氨化物析出，随固溶温度升高，析出 Cor0s0m,2020,76(9):815 [5] Fargas G,Anglada M,Mateo A.Effect of the annealing 量快速增加 temperature on the mechanical properties,formability and (2)实验钢拉伸断口表现为具有明显颈缩的 corrosion resistance of hot-rolled duplex stainless steel.J Mater 韧性断裂.随固溶温度的升高，铁素体含量增加， Process Technol,2009,209(4):1770 实验钢抗拉强度和屈服强度增加，伸长率和冲击 [6]Chan K W,Tjong S C.Effect of secondary phase precipitation on 功降低 the corrosion behavior of duplex stainless steels.Materials (Basel), (3)实验钢的最佳固溶温度在1080~1120℃ 2014,7(7):5268 之间，双相体积分数约各占50%，实验钢具有优良 [7]He L,Wirian L,Singh P M.Effects of isothermal aging on the microstructure evolution and pitting corrosion resistance of lean 的综合力学性能和耐晶间腐蚀性能 duplex stainless steel UNS S32003.Metall Mater Trans A.2019. 50(5):2103 参考文献 [8]Zhang BB,Jiang Z H,Li H B,et al.Precipitation behavior and [1]Feng H,Zhou X Y,Liu H,et al.Development and trend of hyper phase transformation of hyper duplex stainless steel UNS S32707 duplex stainless steels.J Iron Steel Res,2015,27(4):1 at nose temperature.Mater Charact,2017,129:31 (丰涵，周晓玉，刘虎，等.特超级双相不锈钢的发展现状及趋势 [9]Ebrahimi N,Momeni M,Moayed M H,et al.Correlation between 钢铁研究学报，2015,27(4)：1) critical pitting temperature and degree of sensitisation on alloy [2]Chail G,Kangas P.Super and hyper duplex stainless steels: 2205 duplex stainless steel.Corros Sci,2011,53(2):637 structures,properties and applications.Procedia Struct Integr, [10]Feng Z H,Li J X,Li J Y,et al.Influence of the sample position of

在成分一定的情况下，不同的热处理会导致双相 比例变化、合金元素在双相中分配变化及二次相 的析出，这些行为对双相不锈钢耐腐蚀性能均具 有直接影响[29−31] . 晶间腐蚀是双相不锈钢三大类 主要腐蚀形式之一，对双相不锈钢工件具有破坏 影响[32] . 基于力学试验，实验钢在 1080～1120 ℃ 之间固溶处理可获得良好的强度和冲击性能. 因 此本文将实验钢分别在 1080、1100 和 1120 ℃ 固 溶 30 min 后水淬，进行晶间腐蚀试验. 参照 GB/T 4334—2008 E 法，将实验钢试样在 16% 硫酸硫酸 铜溶液中煮沸 16 h. 弯曲 180°的试样在 10 倍放大 镜下观察，所有试样均未发现晶间腐蚀裂纹，表现 出优良的耐晶间腐蚀性能，宏观及弯折处 OM 形 貌见图 8 所示. 50 μm 50 μm 50 μm 1080 ℃ 1100 ℃ 1120 ℃ 图 8    不同固溶温度下实验钢晶间腐蚀宏观与 OM 形貌 Fig.8    Macro and OM morphology of experimental steel after an intergranular corrosion test at different annealing temperatures 3    结论 （1）σ 相和非平衡氮化物相是特超级双相不锈 钢 1000～1300 ℃ 固溶水淬组织中的主要析出相. 其中，σ 相析出显著降低钢的冲击性能，1080 ℃ 固 溶时 σ 相完全溶解；当固溶温度高于 1100 ℃ 时 ， 会导致非平衡氮化物析出，随固溶温度升高，析出 量快速增加. （2）实验钢拉伸断口表现为具有明显颈缩的 韧性断裂. 随固溶温度的升高，铁素体含量增加， 实验钢抗拉强度和屈服强度增加，伸长率和冲击 功降低. （3）实验钢的最佳固溶温度在 1080～1120 ℃ 之间，双相体积分数约各占 50%，实验钢具有优良 的综合力学性能和耐晶间腐蚀性能. 参    考    文    献 Feng H, Zhou X Y, Liu H, et al. Development and trend of hyper duplex stainless steels. J Iron Steel Res, 2015, 27（4）: 1 （丰涵, 周晓玉, 刘虎, 等. 特超级双相不锈钢的发展现状及趋势. 钢铁研究学报, 2015, 27（4）：1） [1] Chail  G,  Kangas  P.  Super  and  hyper  duplex  stainless  steels: structures,  properties  and  applications. Procedia Struct Integr, [2] 2016, 2: 1755 Wu  J. Duplex Stainless Steel.  Beijing:  Metallurgical  Industry Press, 1999 （ 吴玖. 双相不锈钢. 北京: 冶金工业出版社, 1999） [3] Yamamoto  R,  Yakuwa  H,  Miyasaka  M,  et  al.  Effects  of  the  α/γ- phase ratio on the corrosion behavior of cast duplex stainless steel. Corrosion, 2020, 76（9）: 815 [4] Fargas  G,  Anglada  M,  Mateo  A.  Effect  of  the  annealing temperature  on  the  mechanical  properties,  formability  and corrosion  resistance  of  hot-rolled  duplex  stainless  steel. J Mater Process Technol, 2009, 209（4）: 1770 [5] Chan K W, Tjong S C. Effect of secondary phase precipitation on the corrosion behavior of duplex stainless steels. Materials (Basel), 2014, 7（7）: 5268 [6] He  L,  Wirian  L,  Singh  P  M.  Effects  of  isothermal  aging  on  the microstructure  evolution  and  pitting  corrosion  resistance  of  lean duplex stainless steel UNS S32003. Metall Mater Trans A, 2019, 50（5）: 2103 [7] Zhang B B, Jiang Z H, Li H B, et al. Precipitation behavior and phase transformation of hyper duplex stainless steel UNS S32707 at nose temperature. Mater Charact, 2017, 129: 31 [8] Ebrahimi N, Momeni M, Moayed M H, et al. Correlation between critical  pitting  temperature  and  degree  of  sensitisation  on  alloy 2205 duplex stainless steel. Corros Sci, 2011, 53（2）: 637 [9] [10] Feng Z H, Li J X, Li J Y, et al. Influence of the sample position of · 1344 · 工程科学学报，第 43 卷，第 10 期

沈伟等：固溶处理对S32707特超级双相不锈钢析出相、组织及性能影响 ·1345 the cast on the thermoplasticity of lean duplex stainless steel 2101. [22]Bettini E,Kivisakk U,Leygraf C,et al.Study of corrosion Chin J Eng,2017,39(9:1364 behavior of a 2507 super duplex stainless steel:Influence of (冯志慧，李建兴，李静媛，等.铸坯取样位置对经济型双相不锈 quenched-in and isothermal nitrides.Int J Electrochem Sci,2014, 钢2101热塑性的影响.工程科学学报，2017,39(9)：1364) 9(1)61 [11]Shin B H,Kim D,Park S,et al.Precipitation condition and effect [23]Chen Y L.Zhang T R,Wang Y D.et al.Effects of O,N and Ni of volume fraction on corrosion properties of secondary phase on contents on hot plasticity of 0Cr25Ni7Mo4N duplex stainless steel. casted super-duplex stainless steel UNS S32750.Anri Corros 4 cta Me1 all Sin,2014,50(8):905 Methods Mater,2019,66(1):61 (陈雨来，张泰然，王一德，等.O,N和Ni含量对0Cr25Ni7Mo4N [12]Xu J P,Wu H M,Tang L,et al.The microstructure and 双相不锈钢热轧塑性的影响.金属学报，2014,50(8)：905) performance features of typical duplex stainless steels and their [24]Deng B,Jiang Y M,Gao J,et al.Effect of annealing treatment on impact on fabrication process /The 6th China International microstructure evolution and the associated corrosion behavior of a Duplex Stainless Steel Conference 2018.Beijing,2018:52 super-duplex stainless steel.JAlloys Compd,2010,493(1-2):461 (徐见平，吴汉民，汤磊，等.儿种典型双相不绣钢组织及性能特 [25]Liang T.The Precipitation Mechanism of a Phase in Duplex 点及其对加工过程的影响∥2018年第六届中国国际双相不锈 Stainless Steel for Nuclear Power Station [Dissertation].Beijing: 钢大会.北京，2018：52) University of Chinese Academy of Sciences,2013 [13]Huang S,Song Z G,Zheng W J,et al.Influence of solution (梁田.核电用双相不锈钢中σ相析出机制研究学位论文1.北 temperature on microstructure and mechanical properties of 京：中国科学院大学，2013) 00Cr27Ni7Mo5N.Iron Steel,2011,46(12):71 [26]Bai QQ,Zhang Z H.Effect of solution treatment temperature on (黄盛，宋志刚，郑文杰，等.固溶处理对00C27Ni7Mo5N不锈钢 phase ration and mechanical properties of 2507 super duplex 的组织及力学性能的影响.钢铁，2011,46(12)：71) stainless steel.Heat Treat Met,2019,44(9):123 [14]Shen W,Wang F M,Yang Z B,et al.Effect of ferrite proportion (白青青，张志宏.固溶处理温度对2507超级双相不锈钢相比例 and precipitates on dual-phase corrosion of $32750 super duplex 及力学性能的影响.金属热处理，2019,44(9)：123) stainless steel with different annealing temperatures.Steel Res Int, [27]Song Z G,Chen B.Zheng W J,et al.Influence of solution 2021:2000568 temperature on microstructure and mechanical property of [15]Xu H J,Hu W Q,Kang C,et al.Effect of high temperature heat 00Cr22Ni5Mo3N.J Iron Steel Res,2004,16(6):47 treatment on microstructure and properties of lean duplex stainless (宋志刚，陈斌，郑文杰，等.固溶温度对00C22N5Mo3N钢组织 steel 2101.Trans Mater Heat Treat,2021,42(2):74 及力学性能的影响.钢铁研究学报，2004,16(6)：47) (徐海健，胡万卿，康超，等.高温热处理对节约型2101双相不锈 [28]Ha H Y,Lee T H,Lee C G,et al.Understanding the relation 钢组织性能的影响.材料热处理学报.2021,42(2)：74) between pitting corrosion resistance and phase fraction of S32101 [16]Rajkumar M,Babu S P K,Nagaraj T A.Intergranular corrosion duplex stainless steel.Corros Sci,2019,149:226 characteristics of niobium stabilized 27Cr-7Ni-Mo-W-N cast [29]Zheng J C,Pan C,Zhang J T,et al.Effect of manganese addition hyper duplex stainless steel.Mater Today:Proc,2020,27:2551 on resistance to pitting corrosion of duplex stainless steel S32205. [17]Li H B,Zhou EZ,Zhang D W,et al.Microbiologically influenced Chin J Eng,.2019,41(2):246 corrosion of 2707 hyper-duplex stainless steel by marine (郑建超，潘超，张建涛，等.M对2205双相不锈钢耐点蚀性能的 pseudomonas aeruginosa biofilm.Sci Rep,2016,6:20190 影响.工程科学学报，2019,41(2)：246) [18]Kim D H,Kim N H,Lee H W.Corrosion and cracking [30]Raj P N,Navaneethkrishnan P K,Sekar K,et al.Comparative characteristics upon aging of hyper duplex stainless steel weld. study of mechanical,corrosion and erosion-corrosion properties Mater Sci Technol,2020,36(7):783 of cast hyper-duplex and super-duplex stainless steels.Int/Miner [19]Marques I J,Silva F J,Santos T F A.Rapid precipitation of Metall Mater,2020,27(7):954 intermetallic phases during isothermal treatment of duplex [31]Zhu M,Zhang Q,Yuan Y F,et al.Effect of microstructure and stainless steel joints produced by friction stir welding.JAlloys passive film on corrosion resistance of 2507 super duplex stainless Compd,2020,820:153170 steel prepared by different cooling methods in simulated marine [20]Zhang D,Wen P,Yin B Z,et al.Temperature evolution,phase environment.Int Miner Metall Mater,2020,27(8):1100 ratio and corrosion resistance of duplex stainless steels treated by [32]Zhu M,Zhu T,Chen M,et al.Corrosion behavior of 2507 duplex laser surface heat treatment.J Manuf Process,2021,62:99 stainless steel in simulated SO-Polluted seawater.Chin Eng, [21]Pettersson N,Pettersson R F A,Wessman S.Precipitation of 2018,40(5):587 chromium nitrides in the super duplex stainless steel 2507.Merall (朱敏，朱涛，陈明，等.2507双相不锈钢在S02污染模拟海水中 Mater Trans A.2015.46(3):1062 的腐蚀行为.工程科学学报，2018,40(5)：587)

the cast on the thermoplasticity of lean duplex stainless steel 2101. Chin J Eng, 2017, 39（9）: 1364 （冯志慧, 李建兴, 李静媛, 等. 铸坯取样位置对经济型双相不锈 钢2101热塑性的影响. 工程科学学报, 2017, 39（9）：1364） Shin B H, Kim D, Park S, et al. Precipitation condition and effect of volume fraction on corrosion properties of secondary phase on casted  super-duplex  stainless  steel  UNS  S32750. Anti Corros Methods Mater, 2019, 66（1）: 61 [11] Xu  J  P,  Wu  H  M,  Tang  L,  et  al.  The  microstructure  and performance  features  of  typical  duplex  stainless  steels  and  their impact  on  fabrication  process  // The 6th China International Duplex Stainless Steel Conference 2018. Beijing, 2018: 52 （ 徐见平, 吴汉民, 汤磊, 等. 几种典型双相不锈钢组织及性能特 点及其对加工过程的影响 // 2018年第六届中国国际双相不锈 钢大会. 北京, 2018: 52） [12] Huang  S,  Song  Z  G,  Zheng  W  J,  et  al.  Influence  of  solution temperature  on  microstructure  and  mechanical  properties  of 00Cr27Ni7Mo5N. Iron Steel, 2011, 46（12）: 71 （黄盛, 宋志刚, 郑文杰, 等. 固溶处理对00Cr27Ni7Mo5N不锈钢 的组织及力学性能的影响. 钢铁, 2011, 46（12）：71） [13] Shen W, Wang F M, Yang Z B, et al. Effect of ferrite proportion and  precipitates  on  dual-phase  corrosion  of  S32750  super  duplex stainless steel with different annealing temperatures. Steel Res Int, 2021: 2000568 [14] Xu H J, Hu W Q, Kang C, et al. Effect of high temperature heat treatment on microstructure and properties of lean duplex stainless steel 2101. Trans Mater Heat Treat, 2021, 42（2）: 74 （徐海健, 胡万卿, 康超, 等. 高温热处理对节约型2101双相不锈 钢组织性能的影响. 材料热处理学报, 2021, 42（2）：74） [15] Rajkumar  M,  Babu  S  P  K,  Nagaraj  T  A.  Intergranular  corrosion characteristics  of  niobium  stabilized  27Cr−7Ni−Mo−W−N  cast hyper duplex stainless steel. Mater Today: Proc, 2020, 27: 2551 [16] Li H B, Zhou E Z, Zhang D W, et al. Microbiologically influenced corrosion  of  2707  hyper-duplex  stainless  steel  by  marine pseudomonas aeruginosa biofilm. Sci Rep, 2016, 6: 20190 [17] Kim  D  H,  Kim  N  H,  Lee  H  W.  Corrosion  and  cracking characteristics  upon  aging  of  hyper  duplex  stainless  steel  weld. Mater Sci Technol, 2020, 36（7）: 783 [18] Marques  I  J,  Silva  F  J,  Santos  T  F  A.  Rapid  precipitation  of intermetallic  phases  during  isothermal  treatment  of  duplex stainless  steel  joints  produced  by  friction  stir  welding. J Alloys Compd, 2020, 820: 153170 [19] Zhang  D,  Wen  P,  Yin  B  Z,  et  al.  Temperature  evolution,  phase ratio and corrosion resistance of duplex stainless steels treated by laser surface heat treatment. J Manuf Process, 2021, 62: 99 [20] Pettersson  N,  Pettersson  R  F  A,  Wessman  S.  Precipitation  of chromium nitrides in the super duplex stainless steel 2507. Metall Mater Trans A, 2015, 46（3）: 1062 [21] Bettini  E,  Kivisäkk  U,  Leygraf  C,  et  al.  Study  of  corrosion behavior  of  a  2507  super  duplex  stainless  steel:  Influence  of quenched-in and isothermal nitrides. Int J Electrochem Sci, 2014, 9（1）: 61 [22] Chen Y L, Zhang T R, Wang Y D, et al. Effects of O, N and Ni contents on hot plasticity of 0Cr25Ni7Mo4N duplex stainless steel. Acta Metall Sin, 2014, 50（8）: 905 （陈雨来, 张泰然, 王一德, 等. O, N和Ni含量对0Cr25Ni7Mo4N 双相不锈钢热轧塑性的影响. 金属学报, 2014, 50（8）：905） [23] Deng B, Jiang Y M, Gao J, et al. Effect of annealing treatment on microstructure evolution and the associated corrosion behavior of a super-duplex stainless steel. J Alloys Compd, 2010, 493（1-2）: 461 [24] Liang  T. The Precipitation Mechanism of σ Phase in Duplex Stainless Steel for Nuclear Power Station [Dissertation].  Beijing: University of Chinese Academy of Sciences, 2013 （ 梁田. 核电用双相不锈钢中σ相析出机制研究[学位论文]. 北 京: 中国科学院大学, 2013） [25] Bai Q Q, Zhang Z H. Effect of solution treatment temperature on phase  ration  and  mechanical  properties  of  2507  super  duplex stainless steel. Heat Treat Met, 2019, 44（9）: 123 （白青青, 张志宏. 固溶处理温度对2507超级双相不锈钢相比例 及力学性能的影响. 金属热处理, 2019, 44（9）：123） [26] Song  Z  G,  Chen  B,  Zheng  W  J,  et  al.  Influence  of  solution temperature  on  microstructure  and  mechanical  property  of 00Cr22Ni5Mo3N. J Iron Steel Res, 2004, 16（6）: 47 （宋志刚, 陈斌, 郑文杰, 等. 固溶温度对00Cr22Ni5 Mo3N钢组织 及力学性能的影响. 钢铁研究学报, 2004, 16（6）：47） [27] Ha  H  Y,  Lee  T  H,  Lee  C  G,  et  al.  Understanding  the  relation between pitting corrosion resistance and phase fraction of S32101 duplex stainless steel. Corros Sci, 2019, 149: 226 [28] Zheng J C, Pan C, Zhang J T, et al. Effect of manganese addition on resistance to pitting corrosion of duplex stainless steel S32205. Chin J Eng, 2019, 41（2）: 246 （郑建超, 潘超, 张建涛, 等. Mn对2205双相不锈钢耐点蚀性能的 影响. 工程科学学报, 2019, 41（2）：246） [29] Raj  P  N,  Navaneethkrishnan  P  K,  Sekar  K,  et  al.  Comparative study of mechanical, corrosion and erosion—corrosion properties of cast hyper-duplex and super-duplex stainless steels. Int J Miner Metall Mater, 2020, 27（7）: 954 [30] Zhu  M,  Zhang  Q,  Yuan  Y  F,  et  al.  Effect  of  microstructure  and passive film on corrosion resistance of 2507 super duplex stainless steel  prepared  by  different  cooling  methods  in  simulated  marine environment. Int J Miner Metall Mater, 2020, 27（8）: 1100 [31] Zhu M, Zhu T, Chen M, et al. Corrosion behavior of 2507 duplex stainless  steel  in  simulated  SO2 -Polluted  seawater. Chin J Eng, 2018, 40（5）: 587 （朱敏, 朱涛, 陈明, 等. 2507双相不锈钢在SO2污染模拟海水中 的腐蚀行为. 工程科学学报, 2018, 40（5）：587） [32] 沈    伟等： 固溶处理对 S32707 特超级双相不锈钢析出相、组织及性能影响 · 1345 ·