深冷处理对超级双相不锈钢管道阀门材料的影响

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超级双相不锈钢作为深海管道和石化工业的理想材料，要求其长期处于1～4℃低温和超低温环境，而乙烯石化工业所用的双相不锈钢管道阀门在低温和超低温环境下工作。对于这些材料，一方面要求在使…

超级双相不锈钢作为深海管道和石化工业的理想材料，要求其长期处于1～4℃低温和超低温环境，而乙烯石化工业所用的双相不锈钢管道阀门在低温和超低温环境下工作。对于这些材料，一方面要求在使用过程中不发生脆性断裂，另一方面要求材料组织稳定以保证管道阀门的密封性。因此，对于使用于超低温（＜-100℃）环境下的各类阀门材料都要求进行深冷处理，而材料在低温状态下组织及性能的变化规律及稳定性，对其使用范围有着重要的影响。通过试验研究深冷处理对超级双相不锈钢的影响可以掌握其组织及性能变化的规律，为其生产应用提供理论依据。

2906超级双相不锈钢是在第三代含氮双相不锈钢00Cr25Ni7Mo4N基础上发展而来，此材料是瑞典Sandvik公司于2006年公开发布的新型双相不锈钢，其点蚀抗力当量PREN＞42，属于超级双相不锈钢，强度高于800MPa，超过了目前比较常用的2205（655MPa）、2507（795MPa）双相不锈钢，是一种用于深海管道的理想材料。目前，有关深冷处理对钢铁材料的组织和性能的影响，还处于研究初期阶段，而且深冷处理对钢铁材料的作用机理还存在诸多争议的地方，对双相不锈钢深冷处理的研究也少见报道。基于以往材料学者对深冷处理的探索和研究，国网福建省电力有限公司电力科学研究院的研究者们将深冷处理引入到2906超级双相不锈钢的研究中来，初步探讨深冷处理对2906超级双相不锈钢组织与性能的影响。

2906超级双相不锈钢采用原材料为316L不锈钢、钼铁、金属铬、镍板、电解铜、氮化合金等，利用300kW/30kg中频感应电炉对材料进行熔炼。热处理工艺采用固溶+深冷+回火处理的方法进行。采用SX-10-13型箱式电阻炉对试样进行固溶处理，固溶温度为1100℃，保温2h，然后水淬；深冷处理采用液体法将试样置入保温液氮瓶处理，分别于-196℃下保温0h、4h、8h、12h，空冷升至室温；回火处理在高温硅碳棒箱式电阻炉内进行，回火温度为250℃，保温2h，之后空冷。试验结果表明：

（1）随着深冷保温时间的延长，组织中的γ相含量先上升后逐渐降低；深冷4h时可以得到最高的γ相含量；

（2）深冷处理降低材料的抗拉强度，深冷保温时间越长，抗拉强度值越小；深冷4h时材料的延伸率达到最大值；材料的硬度随着深冷保温时间的延长先上升后下降；不同深冷保温时间材料的断裂方式皆为韧性断裂；

（3）极化曲线分析表明深冷处理有利于提高材料的耐蚀性能，材料在人工海水中的腐蚀电流密度随着深冷时间的延长而降低，表现出越强的耐蚀性。

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