鐵素體不銹鋼管σ相脆性與475℃脆性及高溫脆性危害

   σ相脆性、475℃脆性和高溫脆性構(gòu)成了鐵素體不銹鋼管三大脆性特征，與奧氏體不銹鋼管比較，其中的后兩者為其獨有。鐵素體不銹鋼管的脆性行為對某些鐵素體不銹鋼品種的生產(chǎn)構(gòu)成了威脅，并且限制了鐵素體不銹鋼管的應(yīng)用范圍。

   在巧鐵鉻系鐵素體不銹鋼中，純σ相形成的鉻區(qū)間為42%～50%。α+γ的雙相結(jié)構(gòu)的含鉻區(qū)域可擴展到12%～70%。在工業(yè)不銹鋼管范圍內(nèi)，鋼管中的鉻含量一般不會超過32%。在鉻含量低于20%～25%的鐵素體不銹鋼管中，在600℃σ相的析出需要在相應(yīng)溫度時效相當(dāng)長時間，因此對于含鉻量如低于如20%的鐵素體不銹鋼管，σ相形成相當(dāng)困難，需數(shù)千小時時效。對于鉻含量在15%～33%的鐵素體不銹鋼管，在一般的焊接、鑄造和冶金生產(chǎn)的受熱過程中，沒有足夠時間形成σ相。對于這類鐵素體不銹鋼管，只要避開在σ相形成溫度長期運行，相對于它們并不構(gòu)成威脅。

    在高鉻含鉬的超級鐵素體不銹鋼管中，σ相形成相當(dāng)快，除形成σ相外，尚有χ相和η相形成，這些相的形成過程是一種C曲線的形式，最敏感溫度即鼻子點溫度與鋼中Cr含量和Mo含量相關(guān)，大體上在800℃。對于高鉻含鉬的超級鐵素體不銹鋼管Monit其金屬間相的析出速度非常快，σ、χ和η相的析出溫度范圍為600℃至900℃， σ相和χ相析出的鼻子點溫度約850℃，在此溫度約2min χ相首先析出，η相析出的敏感溫度為650℃，η相析出所需要保溫時間不足20min。

  σ相等金屬間化合物沉淀使鋼變脆，最明顯的特點是鋼的沖擊韌度極度下降，其脆化程度與σ相析出數(shù)量相關(guān)，只要避開脆化溫度服役，即可避免σ相脆化的危害，但對于不銹鋼管廠原始的大板卷生產(chǎn)是難于避免在σ相形成的溫度停留的，即難以避免σ相脆化造成的危害。通常在不銹鋼管生產(chǎn)中，大卷板的沖擊韌度低于50沖擊攻，就難以開卷，串帶和重卷操作。對于28Cr4Ni2Mo和28Cr2Ni4Mo兩個牌號的沖擊韌度曲線見下圖。這些數(shù)據(jù)指出，高鉻鉬含量的鐵素體不銹鋼管在σ相脆性區(qū)和475℃脆性區(qū)引起塑韌性下降所需要的保溫時間很大，在熱帶卷生產(chǎn)時，終軋卷曲后的冷卻過程中，在這兩個脆性區(qū)的停留的時間遠遠超過了引起脆性所需要的臨界保溫時間，對于9.5t（1500mm×1000mm)的28Cr4Ni2Mo熱卷經(jīng)空冷和水冷，也難于避免這兩種脆性的發(fā)生，因此在當(dāng)前最現(xiàn)代的熱連軋生產(chǎn)線上應(yīng)降低卷曲溫度以避開這兩個脆性溫度。不管采用哪種冷卻方式，在兩個脆性區(qū)的停留時間將極大地縮短，因此在生產(chǎn)時可采用水冷降溫至400℃以下進行卷曲，完全可以消除這兩種脆性引起的麻煩www.zjhstg.com