热处理工艺对00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢铸坯组织的影响

00Cr22Ni5Mo3N是由奥氏体和铁素体组织构成的一种双相不锈钢，是一种典型的含N、Mo及超低碳二代双相不锈钢，经恰当热处理后，奥氏体和铁素体两相比例接近1∶1。由于该双相不锈钢兼有铁素体和奥氏体不锈钢的性能特点，具有优良的耐腐蚀性能、力学性能、焊接性能。这些优异性能的结合，使其广泛应用在石油、化工和电力等领域。

　　00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢热加工塑性较差，热加工时易在表面和边部产生裂纹，这种缺陷严重影响了其成品质量。所以，探讨热加工制度对00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢铸坯高温相比例、显微组织及相成分对改善材料的高温塑性具有实际的指导意义。

　　实验材料采用工业生产的00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢铸坯，取铁素体含量接近相等处，试样尺寸为20mm×20mm×15mm，成分见表1。采用光学显微镜（OM）和扫描电镜（SEM）检测试样的显微组织变化和相成分的变化，采用电子探针（EMA）检测σ相中的主要元素，采用FERITSCOPE FMP30检测仪检测试样的铁素体含量。00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢铸坯试样的热处理制度为（800～1300）℃×60min，所有试样加热保温后采用水冷。

　　表1  00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢化学成分（质量分数，%）

　　研究表明：800～950℃保温时，组织主要以σ相和奥氏体相（γ2）转变为主；950～1300℃保温时，主要以铁素体组织转变为主，铁素体含量随着温度的升高而增加；不同的保温段，铁素体转变也不尽相同，其中950～1150℃保温时，铁素体转变量较少，而在1150～1300℃保温时，铁素体转变较为迅速；通过化学试剂腐蚀1150～1300℃保温试样，铁素体组织内发现大量的微裂纹，主要是由于试样的残余热应力造成的；通过电子探针（EMA）对σ相检测表明，σ相主要富集Mo、Cr元素；扫描电镜（SEM）对试样检测表明，铁素体和奥氏体相成分有所不同，铁素体主要富集Cr、Mo等元素，而奥氏体主要富集Ni、Mn等元素，随着温度的升高，化学成分也有变化。