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奥氏体厚壁不锈钢管中晶核的形成和生长

来源:不锈钢管编辑 发布时间:2020-06-05 次浏览

在缓慢加热或冷却过程中,不锈钢厚壁管通过PsK线、Gs线和es线时,其显微组织会发生变化。因此,在不同含碳量厚壁钢管的缓慢加热或冷却过程中,固态组织转变的临界点由PSK线、Gs线和es线决定。为方便起见,PsK线通常称为At线,GS线称为A  s线,ES线称为A线,这条线上的临界点相应地称为A;然而,应该指出的是,不锈钢厚壁管微观组织转变的临界点是加热和冷却极慢时的平衡临界温度。实际上,加热和冷却并不是非常慢。因此,组织转化实际发生的温度和相图中的临界点之间存在一定的偏差。临界点在加热时增加,在冷却时减少。而且,随着加热和冷却速度的变化,加热速度越快,临界点增加越多。冷却速度越快,临界点下降越多。

加热时奥氏不锈钢厚壁管的形成

以共析钢为例。当加热到略高于Ac的温度时,不锈钢焊管珠光体开始转变为奥氏体。与结晶过程一样,奥氏体不锈钢的形成也是通过成核和成核生长实现的。整个过程分三个基本步骤完成。

奥氏体不锈钢厚壁管中晶核的形成和生长处于铁素体和渗碳体的交界处。因为原子排列是相对无序的,这有利于晶核的形成,所以奥氏体晶核是在温度超过Ac-。奥氏体晶核形成后,它立即开始生长为铁素体和渗碳体,直到生长的奥氏体晶粒相遇。

残余渗碳体的溶解是由于奥氏体以不同的不锈钢焊管厂家速率延伸和生长到两侧的渗碳体和铁素体区域。铁素体向奥氏体的转变速度总是快于渗碳体的溶解速度。因此,当铁素体完全转变成奥氏体,时,仍有一些未溶解的渗碳体。随着时间的延长,这部分未溶解的残余渗碳体将逐渐溶解到奥氏体,直至完全溶解。

奥氏体不锈钢厚壁管中成分的均匀化当所有残留的渗碳体在奥氏体,溶解时,奥氏体的碳浓度是不均匀的。碳含量在原始渗碳体区域较高,在原始铁素体区域较低。在奥氏体的碳含量通过碳原子的扩散趋于均匀之前,有必要保持一段时间的温度。因此,厚壁钢管在加热时需要一定的保温时间。这不仅是为了使工件具有导热性,也是为了获得成分均匀的奥氏体,从而在冷却后获得良好的结构和性能。

对于亚共析钢,来说,珠光体在其室温结构中被加热到Ac时首先转变成奥氏体。随着加热温度的不断升高,剩余的铁氧体会不断变成奥氏体。直到加热温度超过Ac,铁素体完全消失,不锈钢厚壁管处于完全奥氏体状态。

过共析钢的室温组织为珠光体+次渗碳体。当加热到Ac时,珠光体首先转变为奥氏体。继续升高温度,渗碳体将逐渐溶解,直到超过Ac,然后完全转变为奥氏体

因此,亚共析钢和过共析钢必须加热到Ac和Aca以上才能获得单相奥氏体组织。如果加热到上临界点和下临界点之间,就会得到奥氏体和铁素体(或渗碳体)的两相结构。这种加热方法称为不完全奥氏体加热。使用这种加热方法的不锈钢厚壁管制造商的热处理也应用于实际生产中。



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