新型节镍Cr22双相不锈钢中铜的作用
2011-01-31石璐璐马正欢崔世云肖学山赵钧良
石璐璐, 马正欢, 崔世云, 李 钧, 肖学山, 赵钧良
(1.上海大学材料研究所,上海200072;2.宝山钢铁股份有限公司,上海200940)
铁素体-奥氏体双相不锈钢(duplex stainless steels,DSSs)具有优良的耐腐蚀性能和力学性能,可被广泛应用于海洋工程、石油和化工等领域.近年来,相关研究还发现高抗点蚀当量(pitting resistance equivalent number,PREN)值的双相不锈钢具有生物相容性,可作为人体内移植的功能材料[1-3].镍是双相不锈钢中稳定奥氏体的重要元素,但我国镍资源匮乏,因此,开发性能优良的节镍型双相不锈钢具有重要意义.已有很多研究者通过添加氮、锰等奥氏体形成元素来降低镍的质量分数.Merello等[4]通过添加锰元素以增加氮在奥氏体中的固溶度,研究了Cr18~Cr24系列低镍、高锰、氮经济型双相不锈钢.Toor等[5]研究开发了综合性能优于SS304奥氏体不锈钢的Cr18型高锰、氮经济型、可用于汽车部件的双相不锈钢.Li等[6]研究开发了具有高PREN值的25Cr-2Ni-3Mo-10Mn-0.5N新型资源节约超级双相不锈钢,其力学性能及耐腐蚀性能均相当于或优于目前广泛应用于苛刻环境的SAF2507双相不锈钢.
铜也是一种奥氏体形成元素,但铜在镍当量关系中的系数一直备受争论.很多研究者认为,铜在确定铁素体体积分数方面的作用不可忽略,并且提出了铜的系数值,其中Espy[7]建议为0.33,Hull[8]建议为0.44,Potak等[9]建议为0.5,Suutala等[10]建议为1.0.本试验研究了铜元素对Cr22新型节镍双相不锈钢组织和性能的影响.
1 试验材料的制备
节镍型双相不锈钢的名义成分为00Cr22Mn8Ni 0.5N0.3(Cr22-1#)和00Cr22Mn8Ni 0.5Cu0.7N0.3 (Cr22-2#),采用纯铁、锰、镍、铜和FeCr,MnN中间合金,经ZG-50真空感应炉在一定氮气气……