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 ·