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W含量對(duì)00Cr25Ni7Mo3.5WCuN鋼力學(xué)性能的影響

2018-09-27

SAF2507是超級(jí)雙相鋼的典型牌號(hào)，是由山特維克材料技術(shù)公司在20世紀(jì)90年代末期開發(fā)的UNS32760鋼。我國牌號(hào)00Cr25Ni7Mo3.5WCuN，是一種含W、Cu的超級(jí)雙相不銹鋼，較SAF2507加入了少量的W和Cu。其PREN值為43，具有良好的耐點(diǎn)蝕性能。目前，國內(nèi)外業(yè)內(nèi)人士對(duì)00Cr25Ni7Mo3.5WCuN鋼的研究工作相對(duì)較少，特別是對(duì)其關(guān)鍵元素W含量對(duì)其組織性能影響的研究開展較少。隨著雙相不銹鋼特別是超級(jí)雙相不銹鋼在國內(nèi)研究及應(yīng)用的不斷拓展，含W的特種超級(jí)雙相不銹鋼在海洋石化工業(yè)的應(yīng)用不斷增加。

本次對(duì)不同W含量和不同固溶處理溫度的00Cr25Ni7Mo3.5WCuN鋼組織及性能進(jìn)行研究，希望對(duì)含W超級(jí)雙相不銹鋼在我國研究及應(yīng)用起到推動(dòng)作用。

試驗(yàn)采用真空冶煉共熔煉4爐不同成分的試驗(yàn)鋼，其中W含量分別為0%、0.5%、1.5%、2%。對(duì)冶煉鋼錠進(jìn)行鍛造，修磨，軋制成板材，4爐試驗(yàn)鋼的實(shí)際成分如表1所示。

表1 00Cr25Ni7Mo3.5WCuN鋼的設(shè)計(jì)成分及實(shí)際成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%）

試驗(yàn)鋼號(hào)	C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	N	Cu	W	S	P
1	0.011	0.46	0.49	24.81	7.23	3.54	0.22	0.50	0	0.006	0.006
2	0.024	0.47	0.50	24.81	7.15	3.52	0.22	0.56	0.51	0.006	0.006
3	0.018	0.47	0.49	24.58	7.28	3.59	0.22	0.54	1.45	0.006	0.006
4	0.022	0.46	0.49	24.75	7.29	3.54	0.22	0.59	1.94	0.006	0.006
設(shè)計(jì)成分	≤0.03	≤ 1.0	≤1.0	24～26	6～ 8	3～ 4	0.2～0.3	0.5～1.0	0～2.0	≤ 1.0	≤ 1.0

室溫沖擊試驗(yàn)按照GB/T228-2002《金屬夏比缺口沖擊試驗(yàn)方法》，采用JBN-300B沖擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，沖擊試樣切口垂直于軋制方向。室溫拉伸試驗(yàn)，按照GB/T228.1-2010《金屬材料拉伸試驗(yàn) 第1部分室溫試驗(yàn)方法》，采用WE-300液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行室溫拉伸。每一種成分取18個(gè)沖擊試樣和12個(gè)拉伸試樣，每3個(gè)沖擊試樣和2個(gè)拉伸試樣為一組，每組試樣在不同溫度進(jìn)行固溶處理，熱處理溫度設(shè)置為950、1000、1050、1100、1150、1200℃。

試驗(yàn)結(jié)果表明：W的增加使得該鋼中σ相的完全固溶溫度升高；當(dāng)溫度達(dá)950～1000℃時(shí)，鋼中析出σ相導(dǎo)致沖擊性能顯著降低，強(qiáng)度提高。高于1000℃時(shí)，00Cr25Ni7Mo3.5WCuN鋼中σ相完全溶解，此時(shí)隨著W含量增加，材料強(qiáng)度提高，每1%W的增量會(huì)提高30MPa屈服強(qiáng)度和25～30MPa抗拉強(qiáng)度。