熱處理前固溶處理是不銹鋼管熱處理中的常用方法和關鍵步驟。 固溶溫度選擇不當會極大地影響熱加工性能。 固溶溫度太低,固溶不完全; 固溶溫度過高,組織粗大。 可見,對于新鋼種,需要確定合適的固溶溫度。
本文選取1100℃、1150℃和1200℃三種不同溫度對試驗鋼進行固溶處理,并對不銹鋼管進行拉伸和沖擊試驗。 結果如表5所示。發現試驗鋼在3個固溶處理溫度下的力學性能均良好:抗拉強度達到910MPa以上,屈服強度也達到540MPa以上,塑性約為50 %,沖擊吸收能量超過310J。 三種固溶處理溫度的力學性能相差不大,但1150℃固溶處理后的試樣力學性能略優于其他兩種固溶處理溫度,晶粒尺寸為41.95μm。 據文獻報道,奧氏體不銹鋼管中添加氮作為間隙元素,其固溶強化效果相當明顯,比碳強。
氮的原子百分比每增加一個,奧氏體鋼的強度將增加92MPa,而碳只能使奧氏體鋼的強度增加70MPa。
試驗鋼在1150℃水淬60分鐘后的顯微組織。 黑點是未完全溶解的結構。 可見表面存在不完全固溶,需延長保溫時間。 拉伸斷裂和沖擊斷裂,拉伸斷裂呈現韌性斷裂的三個典型特征區域:纖維區、輻射區和剪唇區; 沖擊形貌也主要是韌窩形貌。 因此,該類鋼的最終固溶處理為:1150℃,90分鐘,水淬。