厚壁不锈钢无缝管逆转变奥氏体的形成规律
厚壁不锈钢无缝管X射线衍射测试表明 :经 1 000 ℃ ×30 m in加 热 ,空冷后组织为马氏体 ,并残留 12. 7%的奥氏体 , 经 - 70 ℃ ×2 h冷处理后残余奥氏体降低到 2. 8%。 经过冷处理的样品 540 ℃ ×4 h时效厚壁不锈钢无缝管积分 数增多 ,证明开始通过 α→γ相变形成逆转变奥氏 体 ,随着时效温度的上升 , X射线衍射谱上奥氏体衍 射峰相对强度增强 [图 1 ( a) ],说明 α→γ相变使奥 氏体体积分数持续增加 , 630 ℃时效的样品室温检 测的奥氏体体积分数 [图 1 ( b) ],逆转变奥氏 体的形貌主要呈粗片状 ,与马氏体基体具有确定的 位向关系 ,因此分布和排列具有方向性 (图 2)。 按照 α→γ逆转变奥氏体形成机制 ,在 630 ℃ 以上进一步提高时效温度形成更多的逆转变奥氏 体 ,但冷却到室温后实验钢的奥氏体体积分数却下 降 ,这可以归结为由于奥氏体体积分数增多 ,其稳定 性下降 ,使得奥氏体冷却到室温后再次转变为马氏 体 [ 6 - 8 ]。但令人意外的是最终的奥氏体低于固溶态的 12. 7% ,如 660 ℃时效的样品奥氏体体积分数下 降到 9. 8% , 690 ℃时效后下降到 6. 0% , 720 ℃时 效后下降到 2. 0%以下。为澄清这一问题 ,用透射 电镜观察了部分样品 ,结果证明 α→γ相变的同时 析出 M23 C6 碳化物 ,厚壁不锈钢无缝管为典型的 TEM照片。由于 M23C6 是富 Cr的碳化物 , Cr虽然属于稳定铁素体元 素 ,但强烈降低马氏体相变温度 (M s ) , 因此这类碳 化物的形成使基体内的 Cr含量降低 ,使马氏体相变 温度 (M s )上升 ;另一方面 ,由于碳是强烈稳定 奥氏体元素之一 ,M23 C6 碳化物的形成降低 Cr含 量的同时也降低基体内的碳含量 ,同样降低奥氏 体的稳定性 、提高马氏体相变温度 (M s ) ,因此随 时效温度的上升 ,富 Cr的 M23 C6 碳化物的形成的 同时 ,通过 α→γ逆转变形成的奥氏体稳定性下 降 ,冷却到室温后残余奥氏体大幅减少就成为必 然的了
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