O、N和Ni含量對0Cr25Ni7Mo4N雙相不銹鋼熱軋塑性的影響

雙相不銹鋼同時具備高強度、高韌性以及良好的耐點蝕、耐應力腐蝕性能，已經(jīng)成為石油化工、海洋工程領(lǐng)域的重要鋼鐵材料。但是由于其熱塑性差、熱軋容易開裂，因此生產(chǎn)難度非常大。對雙相不銹鋼熱變形微觀機理、熱塑性影響因素的研究，一直是國內(nèi)外的熱點課題。

　　為此，本工作針對相同熱加工工藝下，同一種雙相不銹鋼的熱塑性不同的現(xiàn)象，擬從窄成分范圍控制角度，研究O、N和Ni含量與γ/α兩相比例、顯微組織和夾雜物種類數(shù)量之間的關(guān)系，并分析通過控制O、N和Ni含量對提高雙相不銹鋼熱塑性的作用。

　　按照SAF 2507雙相不銹鋼的標準成分要求，對O、N和Ni含量微調(diào)，冶煉制得3種0Cr25Ni7Mo4N雙相不銹鋼試樣。其中，No.1鋼為AOD爐冶煉并經(jīng)過Al和硅鐵還原后澆鑄制得，No.2和No.3為純金屬原料經(jīng)真空感應爐熔煉后澆鑄制得，實驗鋼的主要化學成分如表1所示。

　　表1  實驗鋼及SAF2507雙相不銹鋼的化學成分（質(zhì)量分數(shù)，%）

　　將實驗鋼切成80mm×40mm×20mm的熱軋坯，隨爐升溫加熱至1200℃并保溫1h，在350熱軋板帶機上經(jīng)4道次軋成5mm厚鋼板，總壓下量75%，道次壓下率分別為20%、30%、30%和30%。終軋溫度980℃，軋后立即水淬。分別截取實驗鋼的鑄態(tài)、軋前和軋后試樣，利用OM、SEM和EBSD觀察分析了實驗鋼的組織和夾雜物。實驗結(jié)果表明：

　?。?）經(jīng)Al和硅鐵脫氧后的0Cr25Ni7Mo4N雙相不銹鋼中，僅含有少量細小的Al2O3和MgO·Al2O3夾雜，分布于晶粒內(nèi)部，未對熱塑性造成不良影響。

　　（2）未經(jīng)脫氧的實驗鋼，易在相界形成粗大的Cr2O3和MnO2夾雜，使得相界結(jié)合力下降。同時，雙相不銹鋼熱軋過程中發(fā)生相界滑動，不易軟化，易造成應力集中，使得熱軋開裂。

　?。?）N和Ni含量增加雖然沒有造成γ相應變總量降低，不足以發(fā)生再結(jié)晶軟化，降低了鋼的熱塑性。

　　（4）對于2507雙相不銹鋼，應控制N和Ni含量在SAF 2507標準成分的下限，使得其在高溫變形區(qū)時的γ體積分數(shù)不超過50%。