奥氏体不锈钢316LN三维金相
金相百科 2024-08-09

       不锈钢通常是指在大气、水、酸、碱和盐等溶液或其他腐蚀介质中具有良好的化学稳定性的高合金钢。广义的不锈钢也包括不锈耐热钢,即具有较好的抗高温氧化性能(和高温强度)的不锈钢。GB/T 20878—2007《不锈钢和耐热钢 牌号及化学成分》标准中规定:不锈钢以不锈、耐蚀性为主要特性,且Cr含量至少为10.5%,C含量最大不超过1.2%的钢。

       按金相组织可将不锈钢划分为5类,即奥氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢、奥氏体-铁素体(双相)型不锈钢、马氏体型不锈钢、沉淀硬化型不锈钢。

       其中奥氏体不锈钢基体以面心立方晶体结构的奥氏体组织为主,无磁性,主要通过冷加工使其强化。常见的牌号有304、316。前者之前也称为18-8不锈钢,典型成分为18%Cr-8%Ni;316不锈钢是在304不锈钢的基础上适当提高Ni的含量,再增加Mo以提高抗点蚀能力。为提高合金的耐晶间腐蚀性能,通过降低合金中的含C量,得到了超低碳不锈钢,如304L、316L等。316LN是在316L的基础上添加N得到的不锈钢,N是扩大γ区及稳定奥氏体的元素,加入适量的N能在提高钢的强度和抗氧化性能的同时,不降低不锈钢的抗晶间腐蚀性能,并显著提高耐点蚀性能。

       本文以316LN为例,展示奥氏体不锈钢的金相分析结果。浸蚀方法为10%(体积分数)草酸水溶液电解腐蚀,腐蚀电压:5 V,时间:30 s。分别在明场、偏光、微分干涉等不同的模式下拍摄,TD-RD面、RD-ND面和TD-ND面的测试照片分别如图1至图3所示。

图1 TD-RD面(放大倍数:100×)

       图1a) 为明场观察模式下的金相组织照片,可见奥氏体组织均匀,孪晶界明显,但部分奥氏体晶界较浅。图1b)是在偏光+λ片视场下拍摄,可见彩色金相照片,图中不同取向的晶粒显示不同颜色,同时清晰可见奥氏体组织的多边形晶粒。图1c) 为微分干涉视场下金相照片,具有较强的浮雕效果,组织的细节更清晰,晶界棱角分明。TD-RD面为变形量最小的面,无轧制痕迹,随后用同样方法对RD-ND面和TD-ND面进行拍摄,得到的结果分别如图2和图3所示,同时放置TD-RD面相同倍数的照片做对比(图4)。

图2 RD-ND面(放大倍数:50×)

 图3 TD-ND面(放大倍数:50×)

图4 TD-RD面(放大倍数:50×)

       对比三个方向的测试面可以发现,明场、偏光+λ片的两种观察模式,不同的测试面晶粒显示的形貌特征类似。与之相比,在具有轧制特征的测试面上,微分干涉功能视场可以显示出明场、偏光+λ片的两种观察模式所不能显示的轧制带,为需要分析轧制变形程度提供方便。

       最后拼出三维金相组织如图5至图7所示。

图5 316LN明场模式下的三维金相组织观察(放大倍数:50×)   

图6 316LN偏光+λ片模式下的三维金相组织观察(放大倍数:50×)

图7 316LN微分干涉模式下的三维金相组织观察(放大倍数:50×)

 

 

 

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