李殊霞等：2205双相不锈钢中σ相的析出规律 313 而国内的学者也对双相不锈钢的超塑性进行了一些基 微镜和H8100型透射电镜观察其组织，研究冷轧变形 础性的研究.这些研究都表明，变形前组织中。 量和保温时间对σ相析出的影响规律.将变形量为 相一定程度上决定了双相不锈钢超塑性的优劣Ⅲ四 85%的材料分别在875、925、950和975℃保温5min后 因此，研究双相不锈钢中σ相的析出规律，可为后续 水冷，观察其金相组织和透射电镜组织，研究温度对 超塑性扩散连接工艺参数的选择提供依据. 2205双相不锈钢中σ相析出的影响规律.分析过程 中，利用Adobe Photoshop CS411.0.1对金相组织图进 1实验材料及方法 行网格划分，并利用Image Tool软件数点，最后计算得 实验材料为国产2205双相不锈钢.其主要化学 出σ相所占比例，同一温度下统计三幅金相组织图并 成分（质量分数)如下：22.05%Cr,5.41%Ni,3.22% 取其平均值为最终结果. Mo,0.15%N,1.10%Mn,0.42%Si,0.017%C, 2结果及分析 0.006%S,0.024%P,0.043%Cu,其余为Fe.将原始 厚度16mm的2205双相不锈钢在SRX8-13A箱式2.1冷轧变形量的影响 加热炉中进行固溶处理，固溶温度1300℃，保温时间 图1所示为冷轧变形量为50%的2205双相不锈 40min,冷却方式为水冷.然后进行累积压下量为50% 钢在950℃保温不同时间后的金相组织，根据文献 和85%的冷轧变形，将冷轧后的材料在950℃下分别 3],图中颜色较浅的为奥氏体，颜色较深的为铁素 保温不同时间后水冷，采用OLYMPUS BX41M光学显 体，在铁素体与奥氏体相界处的白色析出物为σ相. 40 jm 40 gm 题40m 404m 图1冷轧变形量50%的双相不锈钢保温不同时间后的金相组织.(a)3min:(b)7min:(c)20min:(d)30min Fig.1 Microstructures of the steel homogenized for different time with a cold reduction of 50%:(a)3 min:(b)7 min:(c)20 min:(d)30 min 由图1(a)~(c)可知，冷轧变形量为50%的材料 温不同时间后的金相组织.由图2(a)可知，冷轧变形 在950℃保温3~20min时，有细小的奥氏体相在铁素 量为85%的材料在950℃保温2min后，组织中只含有 体和粗大的奥氏体内生成，组织表现为8+Y+Y· 铁素体和奥氏体，主要变化为铁素体和粗大的奥氏体 由图1(d)可知，当保温时间延长至30min时，铁素体 晶粒破碎，生成细小的奥氏体，组织表现为δ+y+ 发生8y+σ共析转变，开始出现少数的σ相，组 Yew· 保温时间延长至3min时（如图2(b),σ相开始 织表现为8+y+Y+σ，说明当冷轧变形量为50% 在铁素体和奥氏体相界析出，铁素体发生8→Y+g 时，2205双相不锈钢中σ相的析出时间为30min. 共析反应，形成细小的YIσ双相组织.保温时间延 图2所示为冷轧变形量为85%的材料在950℃保 长至5min时（如图2(c),组织保持8+y+Y+o,李殊霞等: 2205 双相不锈钢中 σ 相的析出规律 而国内的学者也对双相不锈钢的超塑性进行了一些基 础性的研究［9 － 10］． 这些研究都表明，变形前组织中 σ 相一定程度上决定了双相不锈钢超塑性的优劣［11 － 12］． 因此，研究双相不锈钢中 σ 相的析出规律，可为后续 超塑性扩散连接工艺参数的选择提供依据． 1 实验材料及方法 实验材料为国产 2205 双相不锈钢． 其主要化学 成分( 质量分数) 如下: 22. 05% Cr，5. 41% Ni，3. 22% Mo，0. 15% N，1. 10% Mn，0. 42% Si，0. 017% C， 0. 006% S，0. 024% P，0. 043% Cu，其余为 Fe． 将原始 厚度 16 mm 的 2205 双相不锈钢在 SＲJX--8--13A 箱式 加热炉中进行固溶处理，固溶温度 1300 ℃，保温时间 40 min，冷却方式为水冷． 然后进行累积压下量为 50% 和 85% 的冷轧变形，将冷轧后的材料在 950 ℃ 下分别 保温不同时间后水冷，采用 OLYMPUS BX41M 光学显 微镜和 H8100 型透射电镜观察其组织，研究冷轧变形 量和保温时间对 σ 相析出的影响规律． 将变形量为 85% 的材料分别在875、925、950 和975 ℃保温5 min 后 水冷，观察其金相组织和透射电镜组织，研究温度对 2205 双相不锈钢中 σ 相析出的影响规律． 分析过程 中，利用 Adobe Photoshop CS4 11. 0. 1 对金相组织图进 行网格划分，并利用 Image Tool 软件数点，最后计算得 出 σ 相所占比例，同一温度下统计三幅金相组织图并 取其平均值为最终结果． 2 结果及分析 2. 1 冷轧变形量的影响 图 1 所示为冷轧变形量为 50% 的 2205 双相不锈 钢在 950 ℃ 保温不同时间后的金相组织，根 据 文 献 ［13］，图中颜色较浅的为奥氏体，颜色较深的为铁素 体，在铁素体与奥氏体相界处的白色析出物为 σ 相． 图 1 冷轧变形量 50% 的双相不锈钢保温不同时间后的金相组织． ( a) 3 min; ( b) 7 min; ( c) 20 min; ( d) 30min Fig． 1 Microstructures of the steel homogenized for different time with a cold reduction of 50% : ( a) 3 min; ( b) 7 min; ( c) 20 min; ( d) 30 min 由图 1( a) ～ ( c) 可知，冷轧变形量为 50% 的材料 在 950 ℃保温 3 ～ 20 min 时，有细小的奥氏体相在铁素 体和粗大的奥氏体内生成，组织表现为 δ + γ + γnew ． 由图 1( d) 可知，当保温时间延长至 30 min 时，铁素体 发生 δ→γnew + σ 共析转变，开始出现少数的 σ 相，组 织表现为 δ + γ + γnew + σ，说明当冷轧变形量为 50% 时，2205 双相不锈钢中 σ 相的析出时间为 30 min． 图 2 所示为冷轧变形量为 85% 的材料在 950 ℃保 温不同时间后的金相组织． 由图 2( a) 可知，冷轧变形 量为 85% 的材料在 950 ℃保温 2 min 后，组织中只含有 铁素体和奥氏体，主要变化为铁素体和粗大的奥氏体 晶粒破碎，生成细 小 的 奥 氏 体，组 织 表 现 为 δ + γ + γnew ． 保温时间延长至 3 min 时( 如图 2( b) ) ，σ 相开始 在铁素体和奥氏体相界析出，铁素体发生 δ→γnew + σ 共析反应，形成细小的 γnew /σ 双相组织． 保温时间延 长至 5 min 时( 如图 2( c) ) ，组织保持 δ + γ + γnew + σ， · 313 ·