固溶温度对2205双相不锈钢超塑性的影响

　　引言

　　双相不锈钢是指其固溶组织中含有奥氏体和铁素体两相的钢种，两相比例约各占1/2，因其兼具有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的特点[1-4]，在石油化工、轻工业、造纸工业、化肥工业、能源与环保工业、医疗器械、海水环境、建筑装饰等领域得到广泛的应用[5-9]。

　　与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢具有奥氏体和铁素体混合组织，材料塑性较差[10]，近年国外相关学者开始对双相不锈钢的超塑性进行了一些基础性的研究[11-14]，而国内对双相不锈钢超塑性的研究起步较晚[15]，固溶温度和两相比例对2205双相不锈钢超塑性的影响尚无详细报道。固溶温度不同时，材料中奥氏体相和铁素体相的比例也不同，但是固溶处理后和冷轧变形后组织中的两相比是相同的，固溶温度通过铁素体和奥氏体的相比例对材料延伸率产生影响。本文主要研究两相比对2205双相不锈钢超塑性的影响，并分析超塑性变形过程中的应力-应变曲线和峰值应力随固溶温度及两相比的变化趋势。1　试验材料及方法试验所用材料为国产2205双相不锈钢，其主要化学成分如表1所示。

　　将厚度为16mm的2205双相不锈钢板在箱式加热炉SRJX-8-13A中进行固溶处理，固溶温度分别为1050℃，1100℃，1150℃，1200℃，1250℃，1300℃，1350℃，然后进行压下量分别为80%和85%的冷轧变形，将冷变形后的试样按图1所示尺寸加工成超塑性拉伸试样，在SK10-70×300恒温试验拉伸机上进行超塑性拉伸试验。通过光学显微镜观察固溶处理和冷轧变形后的组织，采用Image-Pro  Plus软件统计铁素体和奥氏体的两相比。

　　2　试验结果及分析

　　2.1　铁素体与奥氏体两相比

　　图2所示为材料经过固溶处理和冷轧变形后的组织，其中颜色较浅的是奥氏体相，较暗的是铁素体相。

　　从图2a、图2b中可以看出，经过固溶处理后组织中只含有铁素体和奥氏体两相，固溶温度从1050℃升高到1350℃时，组织中的铁素体相增多，奥氏体相减少。从图2c、图2d可以看出，经过冷轧变形，组织中依然只含有铁素体和奥氏体两相，但组织变得细小而均匀，对比图2a、图2c和图2b、图2d，并统计组织中铁素体和奥氏体所占比例可知，冷轧前后，铁素体与奥氏体的两相比没有发生变化。表2所示为2205双相不锈钢中铁素体与奥氏体所占比例，图3所示为铁素体与奥氏体两相比例随固溶温度的变化趋势。

　　由表2及图3中可以看出，随着固溶温度的升高，两相比例发生改变，在1050℃～1100℃温度区间固溶时，两项比例变化不明显;当固溶温度达到1150℃以后，奥氏体的比例明显下降，铁素体与奥氏体的两相比明显上升;当固溶温度为1350℃时，奥氏体仅占总体积的25%左右。因此可得出，在1050℃～1350℃进行固溶处理时，随着固溶温度的升高，2205双相不锈钢中奥氏体含量逐渐减小，经过1350℃固溶处理后，奥氏体相约占总体积的25%。