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