热处理前固溶处理是不锈钢管热处理中的常用方法和关键步骤。 固溶温度选择不当会极大地影响热加工性能。 固溶温度太低,固溶不完全; 固溶温度过高,组织粗大。 可见,对于新钢种,需要确定合适的固溶温度。
本文选取1100℃、1150℃和1200℃三种不同温度对试验钢进行固溶处理,并对不锈钢管进行拉伸和冲击试验。 结果如表5所示。发现试验钢在3个固溶处理温度下的力学性能均良好:抗拉强度达到910MPa以上,屈服强度也达到540MPa以上,塑性约为50 %,冲击吸收能量超过310J。 三种固溶处理温度的力学性能相差不大,但1150℃固溶处理后的试样力学性能略优于其他两种固溶处理温度,晶粒尺寸为41.95μm。 据文献报道,奥氏体不锈钢管中添加氮作为间隙元素,其固溶强化效果相当明显,比碳强。
氮的原子百分比每增加一个,奥氏体钢的强度将增加92MPa,而碳只能使奥氏体钢的强度增加70MPa。
试验钢在1150℃水淬60分钟后的显微组织。 黑点是未完全溶解的结构。 可见表面存在不完全固溶,需延长保温时间。 拉伸断裂和冲击断裂,拉伸断裂呈现韧性断裂的三个典型特征区域:纤维区、辐射区和剪唇区; 冲击形貌也主要是韧窝形貌。 因此,该类钢的最终固溶处理为:1150℃,90分钟,水淬。