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TP316H不锈钢管回火时机械性能的变化

更新日期:2021-03-17

TP316H不锈钢管回火时机械性能的变化

TP316H不锈钢管淬火组织为片状马氏体和一定量的残余奥氏体,这种组织在回火时在性能上的变化规律与低碳钢是不同的。片状马氏体在低温(<100℃)回火时,碳原子扩散形成富碳聚集区,使晶格发生更大的畸变,因此硬度有所提高,如图7-22中B、C、D曲线所示。在200~300℃回火时,硬度的变化与钢中残余奥氏体量有关。含有较多残余奥氏体的钢在这个温度范围内回灭,硬度变化极少(图7-22D)。这是因为残余奥氏体在这个温度范围内分解转变成贝氏体组织,虽然马氏体随回火温度升高面硬度逐渐降低,但残余奥氏体转变成贝氏体又抵消了硬度的降低。所以TP316H不锈钢管在20~300℃回火,硬度降低较缓或者不变化。TP316H不锈钢管在250℃以内圈火时,马氏体的基体含碳量仍达0. 25%左右,且有弥散析出的ε-碳化物,所以回火后钢的硬度仍在HRC 60左右。

   当回火温度超过300℃,由于碳化物析出以及随后的聚集球化和α相的回复再结晶,硬度逐步下降,其变化规律与TP316L钢管相似。但由于TP316H不锈钢管中回火时析出的碳化物数量相对较多,所以在相同温度回火,硬度较高。

   图7-23是TP316H不锈钢管的拉伸性能与回火温度的关系,在300℃以前回火,由于未能消除淬火的宏观应力,所以呈脆性破断,不能准确的测定性能数据。在300℃以上回火,其性能变化规律与低碳钢相似,即随回火温度升高强度降低,塑性和韧性增加。

   对于316H不锈钢管及合金工具钢,为了反映它们在低温回火状态的强度和塑性,通常进行抗弯试验,图7-24为T12钢抗弯强度和挠度与回火温度的关系。可以看出,在225~250℃回火时,抗弯强度达极大值。在260℃以下温度回火时,由于内应力的减少,碳的脱溶,使原子间结合力增高,以及显微裂纹的焊合,因此脆断强度和塑性均随回火温度升高而增高。但回火温度超过250℃以后,则屈服强度降低,抗弯强度下降。

   由于高碳片状马氏体高速形成,在撞击时能形成微裂纹,从而影响TP316H不锈钢管的塑性和韧性。在回火过程中,由于应力消除和在裂纹中析出碳化物,一部分微裂纹能自动焊合。图 7-25表示,淬火微裂纹在200℃回火时大部分已焊合,而在200~500℃回火时钢中微裂纹数目未见进一步减少,只有到600℃以上回火时,316H钢管中微裂纹才又有显著减少。但是即使经过高温回火或球化退火,仍有少数微裂纹残留存在。