深冷處理對2906超級雙相不銹鋼管道閥門材料的影響
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更新時間：2016-02-25
2906超級雙相不銹鋼是在第三代含氮雙相不銹鋼00Cr25Ni7Mo4N基礎上發展而來，此材料是瑞典Sandvik公司于2006年公開發布的新型雙相不銹鋼，其點蝕抗力當量PREN＞42，屬于超級雙相不銹鋼，強度高于800MPa，超過了目前比較常用的2205（655MPa）、2507（795MPa）雙相不銹鋼，是一種用于深海管道的理想材料。
超級雙相不銹鋼作為深海管道和石化工業的理想材料，要求其長期處于1～4℃低溫和超低溫環境，而乙烯石化工業所用的雙相不銹鋼管道閥門在低溫和超低溫環境下工作。對于這些材料，一方面要求在使用過程中不發生脆性斷裂，另一方面要求材料組織穩定以保證管道閥門的密封性。因此，對于使用于超低溫（＜-100℃）環境下的各類閥門材料都要求進行深冷處理，而材料在低溫狀態下組織及性能的變化規律及穩定性，對其使用范圍有著重要的影響。通過試驗研究深冷處理對超級雙相不銹鋼的影響可以掌握其組織及性能變化的規律，為其生產應用提供理論依據。
2906超級雙相不銹鋼是在第三代含氮雙相不銹鋼00Cr25Ni7Mo4N基礎上發展而來，此材料是瑞典Sandvik公司于2006年公開發布的新型雙相不銹鋼，其點蝕抗力當量PREN＞42，屬于超級雙相不銹鋼，強度高于800MPa，超過了目前比較常用的2205（655MPa）、2507（795MPa）雙相不銹鋼，是一種用于深海管道的理想材料。目前，有關深冷處理對鋼鐵材料的組織和性能的影響，還處于研究初期階段，而且深冷處理對鋼鐵材料的作用機理還存在諸多爭議的地方，對雙相不銹鋼深冷處理的研究也少見報道。基于以往材料學者對深冷處理的探索和研究，國網福建省電力有限公司電力科學研究院的研究者們將深冷處理引入到2906超級雙相不銹鋼的研究中來，初步探討深冷處理對2906超級雙相不銹鋼組織與性能的影響。
2906超級雙相不銹鋼采用原材料為316L不銹鋼、鉬鐵、金屬鉻、鎳板、電解銅、氮化合金等，利用300kW/30kg中頻感應電爐對材料進行熔煉。熱處理工藝采用固溶+深冷+回火處理的方法進行。采用SX-10-13型箱式電阻爐對試樣進行固溶處理，固溶溫度為1100℃，保溫2h，然后水淬；深冷處理采用液體法將試樣置入保溫液氮瓶處理，分別于-196℃下保溫0h、4h、8h、12h，空冷升至室溫；回火處理在高溫硅碳棒箱式電阻爐內進行，回火溫度為250℃，保溫2h，之后空冷。試驗結果表明：
（1）隨著深冷保溫時間的延長，組織中的γ相含量先上升后逐漸降低；深冷4h時可以得到最高的γ相含量；
（2）深冷處理降低材料的抗拉強度，深冷保溫時間越長，抗拉強度值越小；深冷4h時材料的延伸率達到最大值；材料的硬度隨著深冷保溫時間的延長先上升后下降；不同深冷保溫時間材料的斷裂方式皆為韌性斷裂；
（3）極化曲線分析表明深冷處理有利于提高材料的耐蝕性能，材料在人工海水中的腐蝕電流密度隨著深冷時間的延長而降低，表現出越強的耐蝕性。
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