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有关双相不锈钢的金属间相析出的研究

由于双相不锈钢含有较高量的铬、钼等金属元素，所以，较易形成金属间化合物，即金属间相。
（1）σ相。双相不锈钢中的铁素体中除了高的铬元素外，还有钼和镍的存在，尤其是钼扩大了σ相的形成温度范围，缩短了σ相形成的时间，所以，双相不锈钢中σ相的形成比奥氏体不锈钢更严重。试验研究表明，双相不锈钢中的σ相在950℃左右即可形成，而且在数分钟之内就可析出。
　　根据对00Cr25Ni7Mo4N双相不锈钢的研究表明，σ相优先在铁素体-奥氏体-铁素体相交点处形核，然后沿铁素体-铁素体晶界长大。
　　还有的研究认为，在600～800℃温度范围，高铬的铁素体可发生共析分解，在部分奥氏体-铁素体相界处析出M23C6型碳化物，这会引起铁素体的贫铬，又使奥氏体-铁素体相界向铁素体方向迁移，这部分贫铬铁素体可能转变成二次奥氏体，在二次奥氏体的长大过程中，使从其中释放出的铬转移给附近的铁素体相，这部分富铬铁素体有可能促进σ相析出。
　　无论以何种方式析出形成的σ相，都会显著降低双相不锈钢的塑性和韧性。并且，在σ相周围会形成贫铬区，成为影响双相不锈钢耐腐蚀的原因之一。
为了防止σ相的析出，应在固溶温度保温后快速冷却。
（2）х相。双相不锈钢在600～900℃温度范围内，可能沿奥氏体和铁素体相界析出х相，相对于σ相，х相在较低的温度范围内存在。х相也是一种富钼、铬的金属间相，结构式为Fe36Cr12Mo10。х是硬而脆的相，对钢的塑性和韧性产生不利的影响。х相属高铬、钼金属间相，其形成长大过程中也必然产生周围的贫铬区，成为腐蚀源，降低钢的耐腐蚀性。与х相相似，某些双相不锈钢还发现有R相，其也是富铬、钼金属间相，也有与х相相相似的不利作用。
　　在双相钢使用中不希望х相、R相存在，应通过固溶处理快速冷却来消除。
（3）α’相。双相不锈钢在400～500℃温度区间也会表现出脆性，类似于铁素体不锈钢中的475℃脆性。双相不锈钢的这种脆性产生在铁素体相中。经研究发现，双相不锈钢中的这种脆性与α’相有关，并且确定α’相的产生是双相不锈钢跌铁素体在这个温度区间按照Spinodal分解机制发生的两相分离的结果。铁素体的分解形成了富铬和富铁的亚微观尺度的原子偏聚区。这个富铬的偏聚区被称为α’相。这里对富铬区的形成和解释虽然与铁素体不锈钢中富铬区及475℃脆性形成表述不同，但道理应是相似的。
α’相的存在对双相不锈钢的严重危害就是脆性。因双相不锈钢含碳比铁素体不锈钢含碳低，且含铬高，所以，高铬区的形成在耐腐蚀性方面的影响不明显。
为保证双相不锈钢有良好的塑性和韧性，应采用正确的热处理方式消除相。
总之，双相不锈钢中的这些金属间相对塑性和韧性，对耐腐蚀性均产生不利的影响。因此，在双相不锈钢的热加工过程中，应尽力避免它们的产生。一旦产生了，就应通过重新加热到正确的固溶温度使之溶解，再采用快速冷却的方式防止其再形成。
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资料来源：东莞市弘超铜铝有限公司
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