2205双相不锈钢冷轧过程中磁性的研究

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双相不锈钢室温组织由铁素体（α相）和奥氏体（γ相）两相组成，兼备奥氏体不锈钢的优良韧性和良好的加工焊接性与铁素体不锈钢较高的强度和耐氯化物腐蚀等性能，广泛应用于炼油、石油化工、化学、石油天然气、纸浆和造纸、化肥、海水环境及能源与环保工业的生产设备、容器和输送管线上。很多超级双相不锈钢在应用时都需要将铸态钢进行轧制形成板坯，冷轧使轧板产生择优取向，导致晶粒延长，原子出现有序排布，使磁性发生变化，影响了材料的物理性能、力学性能以及耐腐蚀性。

系统了解双相不锈钢磁性能与其内部微观组织结构的关系以及生产工艺对其内部组织性能和磁性能的影响对于开发高性能产品有十分重要的意义。通过对双相不锈钢中磁性的研究可以更好地了解内部铁素体的性能，进而对双相不锈钢冷变形两相变形协调性有一定的指导意义。北京科技大学材料学院的研究者们通过金相观察、XRD物相分析以及相应硬度检测的方法，研究了磁性下降的原因。此外，还从冷轧过程中内部微观组织结构方面分析了轧制工艺对材料的磁性能的影响。
实验材料为真空感应熔炼炉炼制的2205双相不锈钢坯，钢坯尺寸为290mm×195mm×60mm。表1列出了实验钢坯和标准2205化学成分的对比，实验钢中所有成分均满足标准要求。
表1  实验钢与标准2205双相不锈钢的化学成分对比

元素	C	Cr	Ni	Mo	N	Si	Mn	P	S
实验2205	0.027	21.8	5.28	3.17	0.15	0.58	0.93	0.022	0.002
标准2205	≤0.03	22.0～23.0	4.5～6.5	3.0～3.5	0.14～0.2	≤1.00	≤2.00	≤0.03	≤0.02

实验结果表明：
（1）2205双相不锈钢铁素体相轧制过程中不发生分解，2205双相不锈钢轧制过程中铁素体仪示数下降不是由于铁素体含量的变化引起的，而是轧制过程中铁素体的磁性发生改变造成的。材料中Cr超过20%，γ相在冷轧过程中不容易发生马氏体转变，硬度测量也没有显示发生马氏体转变。金相图和XRD测量结果也显示没有析出物。
（2）铁素体磁性的变化主要是由于冷轧后位错缠结产生亚晶界，使晶粒减小，增大了矫顽力，使铁素体的磁性下降；冷轧影响了织构的分布，冷轧使得难磁化轴组分增加，易磁化轴组分减小，磁性下降；冷轧过程中晶粒内部产生了内应力，影响了磁化，使得磁性下降。