什么是475℃脆性和σ相脆性化..doc

什么是475脆性和σ相脆性化(1)475℃脆性铬含量大于15%的铁素体钢、铁素体含量较高（不小于15%）奥氏体不锈钢和双相不锈钢，在400～500较长时间保温会产生强烈脆性化，并使钢的强度、硬度显著提高，因为是在475附近最易出现，所以叫475脆性。产生475脆性的原因是α’相的析出。α’相是种富Cr相，含Cr量可高达61%～82%，含铁量为37%～17.5%，尺寸为10～20nm，此相具有体心立方结构且无磁性，晶格常数为0.2877nm，介于铁与铬的晶格常数之间。图1-9是Fe-Cr合金中α’相存在的相图，从相图中可以看出，α’相的产生是由于520以下σ→α+α’反应的结果。由于α’相析出较为缓慢，因此，从α’相在α相的溶解度线以上加热所得到的单相α，即使在空冷的条件下，也不会有α’相的析出。只有在520以下长时间保温，α’相才会析出，从而导致钢的脆化。当重新加热到550以上时。由于α’相的溶解，又会使钢的塑性、韧性得到恢复。由于α’相析出是在铁素体基础上，铁素体含量增加就是增加475脆性的敏感性。  (2)σ相脆化铁素体不锈钢或含有铁素体的不锈钢，在500～925范围内加热或停留时，就会产生严重的脆化，也就是σ相的析出脆化。在不锈钢中σ相的名义成分是Fe、Cr，但实际上由于Ni、Mo等原子参与析出，该相的实际成分应为(FeNi)x(CrMo)y, σ相是一种无磁且具有高硬度的脆性相。σ相析出会引起不锈钢的韧性下降。由于σ相富Cr，还会富Mo、Si，因而在其周围常常会出现贫Cr（或MO、Si）区，或由于σ相本身的选择性溶解而降低钢的耐蚀性。实践表明，在常温下使用的不锈钢是会析出σ相的，但在一定温度下，不锈钢中的铁素体会促进σ相析出，一般认为σ相直接产生于铁素体相，即α→σ转变。因此，铁素体形成元素会促进σ相析出。在含有铁素体组织的不锈钢（如铁素体不锈钢、双相不锈钢及含有一定铁素体的奥氏体不锈钢）都比较容易产生σ相脆化。这里必须要指出的是纯奥氏体不锈钢也有σ相析出的可能，甚至镍合金中也有σ相析出的可能（前面高温合金析出相已谈及），只是σ相析出温度更高一些，析出更难一些。一般来说，不锈钢σ相经过固溶处理，或加热到σ相形成温度以上保温一段时间，使其溶解到基体中，然后快冷却，可以有效地防止σ相析出。475℃脆性指铬的质量分数大于15%并含有较多铁素体相的不锈钢，在350-550温度范围内长时间停留或缓冷出现的一种脆化现象。由于这种脆化现象在475左右最敏感，故称475脆性。产生原因：一般认为在该温度范围加热或冷却时，铁素体相内的铬原子趋于有序化，并形成较多的富铬铁素体，铬与铁的质量分数分别达到80%和20%。该富铬相在母相晶面族上及位错处的析出且与母相仍保持共格关系，导致发生晶格畸变，产生很大的内应力使滑移堆以进行，易于产生孪晶。孪晶面会形成解理断裂的形核点，从而导致脆化，使常温及负温时的冲击初度严重下降(高温时不降)，并使钢的耐蚀性显著降低。475脆性主要发生在高铬铁素体钢及其焊缝中，也可能发生在含较多铁素体的奥氏体不锈钢及其焊缝中，含铁素体越多，脆化倾向越严重。发生475脆性后，可以通过重新加热至590 - 650，保温1-5h后快冷予以消除。 铁素体不锈钢管σ相脆性与475℃脆性及高温脆性危害 发布者： 发布时间：2014-8-30 阅读：215次 σ相脆性、475℃脆性和高温脆性构成了铁素体不锈钢管三大脆性特征，与奥氏体不锈钢管比较，其中的后两者为其独有。铁素体不锈钢管的脆性行为对某些铁素体不锈钢品种的生产构成了威胁，并且限制了铁素体不锈钢管的应用范围。 在巧铁铬系铁素体不锈钢中，纯σ相形成的铬区间为42%～50%。α+γ的双相结构的含铬区域可扩展到12%～70%。在工业不锈钢管范围内，钢管中的铬含量一般不会超过32%。在铬含量低于20%～25%的铁素体不锈钢管中，在600℃σ相的析出需要在相应温度时效相当长时间，因此对于含铬量如低于如20%的铁素体不锈钢管，σ相形成相当困难，需数千小时时效。对于铬含量在15%～33%的铁素体不锈钢管，在一般的焊接、铸造和冶金生产的受热过程中，没有足够时间形成σ相。对于这类铁素体不锈钢管，只要避开在σ相形成温度长期运行，相对于它们并不构成威胁。 在高铬含钼的超级铁素体不锈钢管中，σ相形成相当快，除形成σ相外，尚有χ相和η相形成，这些相的形成过程是一种C曲线的形式，最敏感温度即鼻子点温度与钢中Cr含量和Mo含量相关，大体上在800℃。对于高铬含钼的超级铁素体不锈钢管Monit其金属间相的析出速度非常快，σ、χ和η相的析出温度范围为600℃至900℃， σ相和χ相析出的鼻子点温度约850℃，在此温度约2min χ相首先析出，η相析出的敏感温度为650℃，η相