鐵素體不銹鋼與奧氏體不銹鋼相比,具有很多優點,比如:成本低、熱膨脹系數低、良好的抗高溫氧化性能和耐應力腐蝕性能。因此,鐵素體不銹鋼被廣泛應用到汽車排氣系統、家用電器、建筑和裝飾中。鐵素體不銹鋼在使用中遇到的最大問題是碳氮化鉻在晶界上的析出,導致晶界比較薄弱,使材料的腐蝕性能降低。很多研究學者認為有兩種方法可以防止碳氮化鉻的析出:一種是降低碳、氮的含量,這種方法可以降低碳氮化鉻析出物的量,但是會大大增加鋼鐵的冶煉成本;另一種方法是添加合金元素,起到固定碳、氮的作用,這種方法簡單可行,廣泛應用到鐵素體不銹鋼的冶煉中。

在不銹鋼的冶煉過程中添加的合金元素通常是Ti和Nb,只添加一種元素稱為單穩定化,同時添加Ti和Nb稱為雙穩定化。本文的試驗用鋼采用了雙穩定化的方式,主要研究了不同的Nb含量對鐵素體不銹鋼微觀組織和力學性能的影響,可為尋找合適的Nb的添加量提供理論依據。

結論

(1)隨著Nb含量的增加,不銹鋼晶粒的平均尺寸逐漸減小,這是由于Nb具有細化晶粒的作用。

(2)由于合金元素Nb和Ti的加入,在晶粒內部和晶界上形成了TiN、NbC和Fe2Nb析出相,其掃描電鏡和透射電鏡觀察結果與Thermo2calc計算結果一致。

(3)材料的抗拉強度和顯微硬度隨著Nb含量的增加而增加,這是Nb的固溶強化和析出強化共同作用的結果。