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 ·