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Cr16Mn9Cu2Ni1N低鎳奧氏體不銹鋼（化學成分）的研究
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2014-01-06
??? 低鎳奧氏體不銹鋼具有良好的強度和耐磨性，由于降低了鋼中Ni含量，提高了Mn含量并加入氮進行強化，適宜在承受較重負荷、耐蝕性要求不太高的設備和部件上使用。由于成分設計差異，這類鋼熱加工性能與Ni-Cr系不銹鋼有所不同，熱變形時表現出較差的熱塑性。尤其是在板坯粗軋時容易發生邊部裂紋，嚴重影響鋼的生產和質量穩定性。
????通過分析鑄坯中δ鐵素體的形態和含量，并與熱軋過程中邊裂的嚴重程度進行相關性分析，發現二者之間存在一定的聯系。因此，研究連鑄坯近表面層凝固組織變化，有利于從根本上解決低鎳奧氏體不銹鋼邊部裂紋的產生。
????研究的材料為Cr16Mn9Cu2Ni1N，化學成分見表1。在Cr16Mn9Cu2Ni1N連鑄坯上切取金相試樣。其中鑄坯的窄面和寬面不做任何加工處理，保留表面氧化皮。試樣尺寸為20mm×20mm×20mm。對鑄坯表面不同位置試樣金相組織進行觀察，腐蝕液采用FeCl3、HCl、CuCl2及C2H5OH的混合溶液，腐蝕時間：10～15s。對已腐蝕試樣進行電子探針分析。
表1??研究鋼的化學成分/%
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元素
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C
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Si
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Mn
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P
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S
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Ni
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Cr
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Cu
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N
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含量
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0.090
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0.309
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9.203
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0.027
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0.001
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0.991
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15.259
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1.540
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0.1244
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?
結果表明：
（1）對于低鎳奧氏體不銹鋼Cr16Mn9Cu2Ni1N，冷卻模式為先析出δ鐵素體，隨后通過固態相變轉變為奧氏體。但連鑄坯近表面層上冷卻速度的差異，使凝固模式發生了變化。在冷卻速度不太快的近表面層，如距表面25mm處，可得到接近平衡態的枝晶組織，殘留δ鐵素體為骨架形或蠕蟲狀，奧氏體全部為初凝δ鐵素體通過固態相變轉變而來。在冷卻速度較快的表面層，如距連鑄坯表面10mm左右處，凝固模式偏離平衡態，δ鐵素體作為先析出相在液相中形核長大的同時，剩余的液相轉變為共晶奧氏體。殘留δ鐵素體為蠕蟲狀或側板條，奧氏體一部分為初凝δ鐵素體通過固態相變轉變而來，另一部分為液相轉變為共晶奧氏體，這種共晶奧氏體組織容易產生較大的雜質偏析，這是Cr16Mn9Cu2Ni1N軋制過程中開裂的主要原因。
（2）Cr16Mn9Cu2Ni1N鋼在凝固過程中存在γ+δ的兩相區，熱應力作用下兩相界面上易產生熱裂紋。隨著鋼坯溫度下降，在δ相向γ相轉變的過程中，伴隨相當大的體積收縮（0.22%），亦會產生較大的組織應力，也會導致裂紋產生。連鑄二冷水采用弱冷模式均勻冷卻，鑄坯矯直時表面溫度在900℃以上，才能保證獲得較好的板坯質量。
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