相变对双相不锈钢力学性能和腐蚀性能的影响课件

相变对双相不锈钢机械性能

和腐蚀性能的影响Prof.Jan-OlofNilssonBeijing,2006-11-23相变对双相不锈钢机械性能

和腐蚀性能的影响Prof.Jan1相变对双相不锈钢机械性能和腐蚀性能的影响Prof.Jan-OlofNilsson山特维克材料科技公司相变对双相不锈钢机械性能2海底钻探用多芯管海底钻探用多芯管3试验材料:两种超级双相不锈钢UNSNo.CMaxSiMaxMnMaxCrNiMoNPRESAF2906S329060.0250.81.22972.20.441SAF2507S327500.030.81.225740.342试验材料:两种超级双相不锈钢UNSCSiMnCrNiMoN4海底钻探用多芯管海上石油陆上油气田正逐步减少海上油气田还远未开发多芯管远程控制海底设备海底钻探用多芯管海上石油5海上石油多芯管安装海上石油多芯管安装6摘要可以允许少量s-相存在按照不同的应用决定其数量s-相的体积百分比若小于0.1%很难精确测量，而且比较费时实际生产中不可能不产生s-相摘要可以允许少量s-相存在7

SAF2507双相不锈钢在不同标准中所允许的

二次析出(σ-相)体积百分比0,050,20,55SAF2507双相不锈钢在不同标准中所允许的

二次析出(8双相不锈钢中常见的金属间相析出名称典型成份析出温度Sigmaphase(σ)55%Cr36%Fe4%Ni5%Mo700-1000°CChi

phase(χ)28%Cr48%Fe3%Ni21%Mo800-900°CR

phase(R)25%Cr32%Fe5%Ni34%Mo4%Si600-700°C双相不锈钢中常见的金属间相析出名称典型成份析出温度Sigma929Cr-7Ni-2Mo双相不锈钢计算机模拟等浓度图实际上,没有一种材料能够达到真正的平衡!29Cr-7Ni-2Mo双相不锈钢计算机模拟等浓度图10Logagingtime,hTemperatur,°C3004005006007008009001000-3-2-1012Cr2N-相

-相

R-相

475°C脆变SAF2507时间温度转变TTT图Logagingtime,hTemperatur,°11

SAF2507

连续冷却转变CCT图020040060080010001200CoolingtimetoRTTemperature(°C)

1%-相70°C/min35°C/min17.5°C/min9°C/min4.5°C/min

SAF2507连续冷却转变CCT图020040060012SAF2906时间温度转变TTT图(27J)

与SAF2507的比较SAF2906时间温度转变TTT图(27J)

与SAF13

SAF2507

与SAF2906

结构稳定性的不同SAF2906虽然PRE值与SAF2507接近,但结构稳定性更好其原因是:作为σ相析出前身的χ相没有在SAF2906中出现SAF2906中Mo含量较低使χ相不稳定SAF2906中N含量较高,降低了Cr的活度,也就降低了析出速率

SAF2507与SAF2906结构稳定性的不同S14测定金属间相析出的扫描电镜图谱SAF2906从1100°C缓慢冷却后(5度/分)约含15%的σ相

注意:没有出现其它的金属间相!SAF2507中同时出现σ相和R相(反向散射电子模式)测定金属间相析出的扫描电镜图谱SAF2906从1100°C15SAF2507850°C时效后的金属间相析出δχγ衍射图[001]-相方向衍射图[112]χ//[112]δ.

反映立方-立方定位关系SAF2507850°C时效后的金属间相析出δχγ衍射16断裂面上有相残余断裂面上有相残余17试验过程SAF2906等温热处理700-1000°C连续冷却13-50°C/分,始于1100°C微观结构观测冲击试验点蚀试验微观结构观测微观结构观测SAF2507钢管电炉热处理硬度试验点蚀试验拉伸试验试验过程SAF2906等温热处理连续冷却微观结构观测冲18SAF2906中金属间相含量对

冲击韧性和硬度的影响SAF2906中金属间相含量对

冲击韧性和硬度的影响19SAF2906中冷却速率对金属间相含量的影响SAF2906中冷却速率对金属间相含量的影响20SAF2906中金属间相含量对

临界点蚀温度的影响3%NaClPotentiostatictest+600mVSCESAF2906中金属间相含量对

临界点蚀温度的影响3%N21SAF2507中金属间相含量对

临界点蚀温度的影响CPTtestASTMG48CSAF2507中金属间相含量对

临界点蚀温度的影响CPT223%NaClPotentiostatictest+600mVSCECPTtestASTMG48C1%

s-相是点蚀的临界点3%NaClPotentiostatictest+623SAF2507钢管中金属间相含量对

拉伸性能的影响SAF2507钢管中金属间相含量对

拉伸性能的影响24结论介绍两种超级双相不锈钢结构中金属间相的不同组成其数量与机械性能和腐蚀性能有密切关系即使较低水平的金属间相也会影响材料的主要性能冲击韧性和点蚀试验是验证σ相析出存在的最有效的方法金属间相的类型和形状会影响材料的冲击性能，其确切的允许数量难以界定

结论介绍两种超级双相不锈钢结构中金属间相的不同组成25双相不锈钢中可接受的金属间相的体积百分比目前研究表明，金属间相含量1%以下，对临界点蚀温度影响不大。若含4%以上，则会明显下降。目前研究表明，按照时效温度金属间相含量超过0.6-1.0%，会使冲击韧性降到100焦尔以下，这是不可接受的。目前研究表明，金属间相含量超过0.2%开始影响材料的性能，但其影响是可以接受的。而若金属间相含量超过0.6-1.0%，会使材料的主要性能变得不可接受。双相不锈钢中可接受的金属间相的体积百分比目前研究表明，金属间26总结

双相不锈钢中金属间相对材料性能的影响

0,24,01,00,6

金属间相%没有影响,安全区域不影响抗点蚀性,轻微影响冲击韧性对材料性能而言是不可接受的有限使用区域，严重影响抗点蚀性和冲击韧性开始影响抗点蚀性,降低冲击韧性总结

双相不锈钢中金属间相对材料性能的影响0,24,01,27相变对双相不锈钢机械性能

和腐蚀性能的影响Prof.Jan-OlofNilssonBeijing,2006-11-23相变对双相不锈钢机械性能

和腐蚀性能的影响Prof.Jan28相变对双相不锈钢机械性能和腐蚀性能的影响Prof.Jan-OlofNilsson山特维克材料科技公司相变对双相不锈钢机械性能29海底钻探用多芯管海底钻探用多芯管30试验材料:两种超级双相不锈钢UNSNo.CMaxSiMaxMnMaxCrNiMoNPRESAF2906S329060.0250.81.22972.20.441SAF2507S327500.030.81.225740.342试验材料:两种超级双相不锈钢UNSCSiMnCrNiMoN31海底钻探用多芯管海上石油陆上油气田正逐步减少海上油气田还远未开发多芯管远程控制海底设备海底钻探用多芯管海上石油32海上石油多芯管安装海上石油多芯管安装33摘要可以允许少量s-相存在按照不同的应用决定其数量s-相的体积百分比若小于0.1%很难精确测量，而且比较费时实际生产中不可能不产生s-相摘要可以允许少量s-相存在34

SAF2507双相不锈钢在不同标准中所允许的

二次析出(σ-相)体积百分比0,050,20,55SAF2507双相不锈钢在不同标准中所允许的

二次析出(35双相不锈钢中常见的金属间相析出名称典型成份析出温度Sigmaphase(σ)55%Cr36%Fe4%Ni5%Mo700-1000°CChi

phase(χ)28%Cr48%Fe3%Ni21%Mo800-900°CR

phase(R)25%Cr32%Fe5%Ni34%Mo4%Si600-700°C双相不锈钢中常见的金属间相析出名称典型成份析出温度Sigma3629Cr-7Ni-2Mo双相不锈钢计算机模拟等浓度图实际上,没有一种材料能够达到真正的平衡!29Cr-7Ni-2Mo双相不锈钢计算机模拟等浓度图37Logagingtime,hTemperatur,°C3004005006007008009001000-3-2-1012Cr2N-相

-相

R-相

475°C脆变SAF2507时间温度转变TTT图Logagingtime,hTemperatur,°38

SAF2507

连续冷却转变CCT图020040060080010001200CoolingtimetoRTTemperature(°C)

1%-相70°C/min35°C/min17.5°C/min9°C/min4.5°C/min

SAF2507连续冷却转变CCT图020040060039SAF2906时间温度转变TTT图(27J)

与SAF2507的比较SAF2906时间温度转变TTT图(27J)

与SAF40

SAF2507

与SAF2906

结构稳定性的不同SAF2906虽然PRE值与SAF2507接近,但结构稳定性更好其原因是:作为σ相析出前身的χ相没有在SAF2906中出现SAF2906中Mo含量较低使χ相不稳定SAF2906中N含量较高,降低了Cr的活度,也就降低了析出速率

SAF2507与SAF2906结构稳定性的不同S41测定金属间相析出的扫描电镜图谱SAF2906从1100°C缓慢冷却后(5度/分)约含15%的σ相

注意:没有出现其它的金属间相!SAF2507中同时出现σ相和R相(反向散射电子模式)测定金属间相析出的扫描电镜图谱SAF2906从1100°C42SAF2507850°C时效后的金属间相析出δχγ衍射图[001]-相方向衍射图[112]χ//[112]δ.

反映立方-立方定位关系SAF2507850°C时效后的金属间相析出δχγ衍射43断裂面上有相残余断裂面上有相残余44试验过程SAF2906等温热处理700-1000°C连续冷却13-50°C/分,始于1100°C微观结构观测冲击试验点蚀试验微观结构观测微观结构观测SAF2507钢管电炉热处理硬度试验点蚀试验拉伸试验试验过程SAF2906等温热处理连续冷却微观结构观测冲45SAF2906中金属间相含量对

冲击韧性和硬度的影响SAF2906中金属间相含量对

冲击韧性和硬度的影响46SAF2906中冷却速率对金属间相含量的影响SAF2906中冷却速率对金属间相含量的影响47SAF2906中金属间相含量对

临界点蚀温度的影响3%NaClPotentiostatictest+600mVSCESAF2906中金属间相含量对

临界点蚀温度的影响3%N48SAF2507中金属间相含量对

临界点蚀温度的影响CPTtestASTMG48CSAF2507中金属间相含量对

临界点蚀温度的影响CPT493%NaClPotentiostatictest+600mVSCECPTtestASTMG48C1%

s-相是点蚀的临界点3%NaClPotentiostatictest+650SAF2507钢管中金属间相含量对

拉伸性能的影响SAF