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厚壁不銹鋼管奧氏體晶粒長大及其影響因素

    厚壁不銹鋼管小晶粒向大晶粒演變,這是一個能量降低的過程,小晶粒晶界多,而晶界是高能地區,晶粒長大后,晶界總面積減少,體系的能量降低。所以不銹鋼厚壁管在高溫下奧氏體晶粒長大是一個自發過程。

    厚壁不銹鋼管奧氏體晶粒的長大基本上是一個晶界移動的過程,所以,一切影響厚壁管奧氏體晶界移動的因素,都能影響奧氏體晶粒的長大。

    厚壁不銹鋼管奧氏體化溫度越高,晶粒長大越明顯,當晶粒長大到一定程度后,即使繼續延長保溫時間,奧氏體晶粒不會再有明顯的長大,如圖1-14所示。厚壁管奧氏體晶粒大小與以后的冷卻速度無關。

    隨著厚壁不銹鋼管中碳濃度增加,奧氏體晶粒的長大傾向也增大,但是當碳的含量超過某一限度時,奧氏體晶粒反而細小,例如不銹鋼厚壁管加熱900時含碳量以1.2%為限,這是因為隨著碳含量的增加,厚壁管中碳及鐵原子在奧氏體中的擴散速度增大,因此加速了晶粒的長大;但是碳濃度超過上述含量后,出現未溶滲碳體,滲碳體可以阻止晶界的推移,所以高粒反而長得慢,奧氏體實際晶粒較小。

    不銹鋼厚壁管中加入合金元素,也影響奧氏體晶粒長大。一般認為,凡是產生穩定碳化物的元素(如鈦、釩、鉭、鈮、鋯及鎢、鉬、鉻),產生不溶于奧氏體的氧化物及氮化物的元素(如鋁),促進石墨化的元素(如硅、鎳、鈷)以及在結構上自由存在的元素(如銅),都會阻礙奧氏體晶粒長大。而錳、磷則有加速奧氏體晶粒長大的傾向。鋁是目前工業生產厚壁管中,廣泛用來控制奧氏體晶粒度的元素,用鋁脫氧的厚壁不銹鋼管中存在著高熔點的彌散的AIN質點,阻礙奧氏體晶界的移動, 從而細化了晶粒。一般鋼中殘余鋁含量約0.020.04%可以獲得本質細晶粒鋼。

    總之,合金元素對厚壁不銹鋼管奧氏體晶粒長大作用,一般可分為:

    強烈阻止晶粒長大的元素有AlTiZr.V

    能夠阻止晶粒長大的元素有W- MoCr;

    阻止晶粒長大作用較弱的元素有SiNi. Cu,

    促進晶粒長大的元素有Mn(指高碳情況),Pa(指溶入奧氏體厚壁鋼管中的情況下)。

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文章作者:不銹鋼管|304不銹鋼無縫管|316L不銹鋼厚壁管|不銹鋼小管|大口徑不銹鋼管|小口徑厚壁鋼管-浙江至德鋼業有限公司

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