第4期 陈晓辉等：固溶处理对00Cr25N7Mo3N双相不锈钢超塑性和连接性能的影响 ·409· 过程中，容易发生晶粒的转动和晶界的滑动.在恒 3725 定应变速率所产生的应力梯度的作用下，界面晶粒 [5] Zhang P X,Ren X P,Xie J X,et al.Superplasticity mechanism of duplex stainless steels.J Unir Sci Technol Beijing,2005,27 发生转动，在待连接界面处的表面晶粒晶界向前推 (1):68 移，依附在晶界上的界面孔洞随着晶界的滑动而迁 (张沛学，任学平，谢建新，等.双相不锈钢超塑性变形机理. 移，并逐渐减小.当固溶处理温度为1150~1250℃ 北京科技大学学报，2005,27(1)：68) 时，如图7(c)和(d)所示，界面晶粒尺寸为1~11 [6]Zhang P X,Ren X P,Xie J X,et al.Effect of strain-induced um,界面孔洞尺寸约为0.5μm,且未闭合的孔洞将 transformation on grain refinement of SAF2205 during superplastic 界面晶粒晶界钉扎成多段向前推移的波浪形曲线。 deformation.J Unie Sci Technol Beijing,2004,26(1):56 (张沛学，任学平，谢建新，等.形变诱导析出在SAF2205超塑 这是由于固溶处理温度为1150~1250℃的连接试 组织细化中的作用.北京科技大学报，2004,26(1)：56) 样的原始晶粒尺寸较大，大晶粒相对小晶粒发生转 [] Jorge A M,Reis G S,Balancin 0.Influence of the microstructure 动相对困难，且晶界的平直化使得晶界迁移速度较 on the plastic behaviour of duplex stainless steels.Mater Sci Eng 慢.依附在界面的孔洞钉扎晶界成多段晶界，从而 A,2011,528(6):2259 [8]Ahamad N W,Jauhari I.Azis S AA,et al.Kinetics of carburi- 在持续恒定的应力梯度作用下，晶界在相邻孔洞间 zing of duplex stainless steel (DSS)by superplastic compression at 发生弯曲迁移 different strain rates.Mater Sci Eng A,2010,527 (16/17):4257 3结论 ] Matsushita M,Ogiyama H,Suko T,et al.Study on solid-phase welding of duplex stainless steel with carbon steel based on super- (1)随着固溶温度的升高，α相含量增多，x。/ plasticity and consideration of the cyclic fatigue fracture behavior. Mater Chem Phys,2009,114(2/3):599 x,持续增大，晶粒发生再结晶长大.α相和y相由 [10]Kannan T,Murugan N.Effeet of flux cored are welding process 固溶处理前热轧加工的带状交替分布转变为各向同 parameters on duplex stainless steel clad quality.I Mater Process 性的等轴组织形貌 Technol,2006,176(1-3):230 (2)在960℃，保温5min,应变速率为1×10-3 D1] Kundu S,Sam S,Chatterjee S.Interface microstructure and s进行超塑性恒温拉伸.拉伸前试样中α相含量 strength properties of Ti-6Al-4V and microduplex stainless steel 越高，超塑性拉伸的延伸率和峰值应力相应越高. diffusion bonded joints.Mater Des,2011,32(5):2997 02] Kurt B,Calik A.Interface structure of diffusion bonded duplex 在拉伸过程中α《相共析分解所形成的细晶y+σ双 stainless steel and medium carbon steel couple.Mater Charact, 相组织是超塑性拉伸高延伸率的关键因素. 2009,60(9):1035 (3)在连接温度和时间相同的情况下，持续变 03] Pekkarinen J,Kujanpaa V.The effects of laser welding parame- 化的压力加载方式和恒定不变的压力对于界面的结 ters on the microstructure of ferritic and duplex stainless steels welds.Phys Procedia,2010,5:517 合作用机理不同.同时，超塑变形引起晶粒转动和 [14]Wang X Y,Zhang L,Lu M X.Microstructure and properties of 晶界迁移以及原子沿应力方向的扩散可以获得牢固 dissimilar weldment between duplex stainless steel and micro-al- 的连接接头 loyed steel.J Univ Sci Technol Beijing,2008,30(2):131 (王晓燕，张雷，路民旭.双相不锈钢与微合金钢异金属焊接 参考文献 接头的组织及性能.北京科技大学学报，2008,30(2)：131) [Tan H,Jiang Y M,Deng B,et al.Effect of annealing temperature 05] Sato Y S,Nelson T W,Sterling C J,et al.Microstructure and on the pitting corrosion resistance of super duplex stainless steel mechanical properties of friction stir welded SAF 2507 super du- UNS S32750.Mater Charact,2009.60(9):1049 plex stainless steel.Mater Sci Eng A,2005,397(1/2):376 Kim S T,Kim S Y,Lee IS,et al.Effects of shielding gases on 6] Saeid T,Abdollah-adeh A,Shibayanagi T,et al.On the forma- the microstructure and localized corrosion of tube-o-ube sheet tion of grain structure during friction stir welding of duplex stain- welds of super austenitic stainless steel for seawater cooled con- less steel.Mater Sci Eng A,2010,527 (24/25):6484 denser.Corros Sci,2011,53(8):2611 07] Urena A,Otero E,Utrilla M V,et al.Weldability of a 2205 du- B]Deng B,Jiang Y M,Gao J,et al.Effect of annealing treatment on plex stainless steel using plasma arc welding.Mater Process microstructure evolution and the associated corrosion behavior of a Technol,2007,182(1-3):624 super-duplex stainless steel.J Alloys Compd,2010,493 (1/2): [18]Osada K.Commercial applications of superplastic forming.IMa- 461 ter Process Technol,1997,68(3):241 [4] Garcia C.Martin F,Blanco Y,et al.Effect of ageing heat treat- [19]Zhang P X,Ren X P,Xie J X.Superplastic deformation of com- ments on the microstructure and intergranular corrosion of powder mercial 00Cr22Ni5 Mo3N0.17 duplex stainless steel.Univ Sci metallurgy duplex stainless steels.Corros Sci,2010,52 (11): Technol Beijing,2003,10(2)49第 4 期 陈晓辉等: 固溶处理对 00Cr25Ni7Mo3N 双相不锈钢超塑性和连接性能的影响 过程中，容易发生晶粒的转动和晶界的滑动． 在恒 定应变速率所产生的应力梯度的作用下，界面晶粒 发生转动，在待连接界面处的表面晶粒晶界向前推 移，依附在晶界上的界面孔洞随着晶界的滑动而迁 移，并逐渐减小． 当固溶处理温度为 1 150 ～ 1 250 ℃ 时，如图 7( c) 和( d) 所示，界面晶粒尺寸为 1 ～ 11 μm，界面孔洞尺寸约为 0. 5 μm，且未闭合的孔洞将 界面晶粒晶界钉扎成多段向前推移的波浪形曲线． 这是由于固溶处理温度为 1 150 ～ 1 250 ℃ 的连接试 样的原始晶粒尺寸较大，大晶粒相对小晶粒发生转 动相对困难，且晶界的平直化使得晶界迁移速度较 慢． 依附在界面的孔洞钉扎晶界成多段晶界，从而 在持续恒定的应力梯度作用下，晶界在相邻孔洞间 发生弯曲迁移． 3 结论 ( 1) 随着固溶温度的升高，α 相含量增多，xα / xγ持续增大，晶粒发生再结晶长大． α 相和 γ 相由 固溶处理前热轧加工的带状交替分布转变为各向同 性的等轴组织形貌． ( 2) 在 960 ℃，保温 5 min，应变速率为 1 × 10 － 3 s － 1 进行超塑性恒温拉伸． 拉伸前试样中 α 相含量 越高，超塑性拉伸的延伸率和峰值应力相应越高． 在拉伸过程中 α 相共析分解所形成的细晶 γ + σ 双 相组织是超塑性拉伸高延伸率的关键因素． ( 3) 在连接温度和时间相同的情况下，持续变 化的压力加载方式和恒定不变的压力对于界面的结 合作用机理不同． 同时，超塑变形引起晶粒转动和 晶界迁移以及原子沿应力方向的扩散可以获得牢固 的连接接头． 参 考 文 献 ［1］ Tan H，Jiang Y M，Deng B，et al． Effect of annealing temperature on the pitting corrosion resistance of super duplex stainless steel UNS S32750． Mater Charact，2009，60( 9) : 1049 ［2］ Kim S T，Kim S Y，Lee I S，et al． Effects of shielding gases on the microstructure and localized corrosion of tube-to-tube sheet welds of super austenitic stainless steel for seawater cooled con￾denser． Corros Sci，2011，53( 8) : 2611 ［3］ 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 ［4］ García C，Martín F，Blanco Y，et al． Effect of ageing heat treat￾ments on the microstructure and intergranular corrosion of powder metallurgy duplex stainless steels． Corros Sci，2010，52 ( 11 ) : 3725 ［5］ Zhang P X，Ren X P，Xie J X，et al． Superplasticity mechanism of duplex stainless steels． J Univ Sci Technol Beijing，2005，27 ( 1) : 68 ( 张沛学，任学平，谢建新，等． 双相不锈钢超塑性变形机理． 北京科技大学学报，2005，27( 1) : 68) ［6］ Zhang P X，Ren X P，Xie J X，et al． Effect of strain-induced transformation on grain refinement of SAF2205 during superplastic deformation． J Univ Sci Technol Beijing，2004，26( 1) : 56 ( 张沛学，任学平，谢建新，等． 形变诱导析出在 SAF2205 超塑 组织细化中的作用． 北京科技大学报，2004，26( 1) : 56) ［7］ Jorge A M，Reis G S，Balancin O． Influence of the microstructure on the plastic behaviour of duplex stainless steels． Mater Sci Eng A，2011，528( 6) : 2259 ［8］ Ahamad N W，Jauhari I，Azis S A A，et al． Kinetics of carburi￾zing of duplex stainless steel ( DSS) by superplastic compression at different strain rates． Mater Sci Eng A，2010，527( 16 /17) : 4257 ［9］ Matsushita M，Ogiyama H，Suko T，et al． Study on solid-phase welding of duplex stainless steel with carbon steel based on super￾plasticity and consideration of the cyclic fatigue fracture behavior． Mater Chem Phys，2009，114( 2 /3) : 599 ［10］ Kannan T，Murugan N． Effect of flux cored arc welding process parameters on duplex stainless steel clad quality． J Mater Process Technol，2006，176( 1 － 3) : 230 ［11］ Kundu S，Sam S，Chatterjee S． Interface microstructure and strength properties of Ti-6Al-4V and microduplex stainless steel diffusion bonded joints． Mater Des，2011，32( 5) : 2997 ［12］ Kurt B，alik A． Interface structure of diffusion bonded duplex stainless steel and medium carbon steel couple． Mater Charact， 2009，60( 9) : 1035 ［13］ Pekkarinen J，Kujanp V． The effects of laser welding parame￾ters on the microstructure of ferritic and duplex stainless steels welds． Phys Procedia，2010，5: 517 ［14］ Wang X Y，Zhang L，Lu M X． Microstructure and properties of dissimilar weldment between duplex stainless steel and micro-al￾loyed steel． J Univ Sci Technol Beijing，2008，30( 2) : 131 ( 王晓燕，张雷，路民旭． 双相不锈钢与微合金钢异金属焊接 接头的组织及性能． 北京科技大学学报，2008，30( 2) : 131) ［15］ Sato Y S，Nelson T W，Sterling C J，et al． Microstructure and mechanical properties of friction stir welded SAF 2507 super du￾plex stainless steel． Mater Sci Eng A，2005，397( 1 /2) : 376 ［16］ Saeid T，Abdollah-zadeh A，Shibayanagi T，et al． On the forma￾tion of grain structure during friction stir welding of duplex stain￾less steel． Mater Sci Eng A，2010，527( 24 /25) : 6484 ［17］ Urea A，Otero E，Utrilla M V，et al． Weldability of a 2205 du￾plex stainless steel using plasma arc welding． J Mater Process Technol，2007，182( 1 － 3) : 624 ［18］ Osada K． Commercial applications of superplastic forming． J Ma￾ter Process Technol，1997，68( 3) : 241 ［19］ Zhang P X，Ren X P，Xie J X． Superplastic deformation of com￾mercial 00Cr22Ni5Mo3N0． 17 duplex stainless steel． J Univ Sci Technol Beijing，2003，10( 2) : 49 ·409·