2.3 冷變形新型含鋁奧氏體耐熱鋼的微觀組織

新型4Al?AFA鋼采用高純度的金屬(Fe、Ni、Cr、Al和Nb等)通過真空感應熔煉而成,其化學成分如表2?2所示。為了消除偏析和縮孔等缺陷,將鑄錠在1180℃均勻化處理5h,之后將其熱軋成厚度為10mm左右的板材。之后將準備的樣品進行冷軋,分別減薄5%、10%、30%、60%和80%。其中將冷軋5%、10%和30%的試樣在1150℃退火30min。

表2?2　新型4Al?AFA鋼的化學成分單位:%(質量分數)

表2?3顯示了AFA?鋼樣品經過多道次冷軋后達到或接近了預期的壓下量(壓下量=軋制后厚度變化值/軋制前厚度),壓下量的變化體現了樣品變形程度的大小。所有樣品的初始厚度為10.5mm。實驗中,在常溫下(25℃左右)軋制,樣品在軋制方向、軋制面橫向、軋制法向這三個方向上均發生了不同程度的變形,寬展變化較小,總體在10%~30%以內,軋制減小的厚度在體積上多轉化為伸長量。

表2?3　新型4Al?AFA鋼冷軋道次及參數表

隨著軋制道次的增多,樣品變形程度增加,AFA鋼產生了加工硬化使軋制力增加而變形量減小的趨勢。軋制過程中,壓下量從5%~80%的四份樣品,變形量增大而表面狀況良好,無裂紋的產生,但發生了扭曲變形,呈現波浪形。冷軋壓下量達到80%時,再減小軋輥間隙已經不足以使其厚度減少、壓下量增加,變形程度已經接近極限,再進行軋制可能導致缺陷擴散,裂紋衍生。新型奧氏體耐熱鋼整體冷加工性能良好,容易引發裂紋的粗大顆粒和顯微裂紋等缺陷較少。

所有試樣的組織結構采用徠卡光學顯微鏡、JSM—7800F型場發射掃描電鏡(SEM?EBSD)和JEOL—JSM7001F型透射電鏡(TEM)進行分析。其中物相分析采用Smartlab?(9)型X射線衍射儀(Cu靶Kα射線;掃描速度4°/min)。