2.3 冷变形新型含铝奥氏体耐热钢的微观组织

新型4Al⁃AFA钢采用高纯度的金属(Fe、Ni、Cr、Al和Nb等)通过真空感应熔炼而成,其化学成分如表2⁃2所示。为了消除偏析和缩孔等缺陷,将铸锭在1180℃均匀化处理5h,之后将其热轧成厚度为10mm左右的板材。之后将准备的样品进行冷轧,分别减薄5%、10%、30%、60%和80%。其中将冷轧5%、10%和30%的试样在1150℃退火30min。

表2⁃2　新型4Al⁃AFA钢的化学成分单位:%(质量分数)

表2⁃3显示了AFA 钢样品经过多道次冷轧后达到或接近了预期的压下量(压下量=轧制后厚度变化值/轧制前厚度),压下量的变化体现了样品变形程度的大小。所有样品的初始厚度为10.5mm。实验中,在常温下(25℃左右)轧制,样品在轧制方向、轧制面横向、轧制法向这三个方向上均发生了不同程度的变形,宽展变化较小,总体在10%~30%以内,轧制减小的厚度在体积上多转化为伸长量。

表2⁃3　新型4Al⁃AFA钢冷轧道次及参数表

随着轧制道次的增多,样品变形程度增加,AFA钢产生了加工硬化使轧制力增加而变形量减小的趋势。轧制过程中,压下量从5%~80%的四份样品,变形量增大而表面状况良好,无裂纹的产生,但发生了扭曲变形,呈现波浪形。冷轧压下量达到80%时,再减小轧辊间隙已经不足以使其厚度减少、压下量增加,变形程度已经接近极限,再进行轧制可能导致缺陷扩散,裂纹衍生。新型奥氏体耐热钢整体冷加工性能良好,容易引发裂纹的粗大颗粒和显微裂纹等缺陷较少。

所有试样的组织结构采用徕卡光学显微镜、JSM—7800F型场发射扫描电镜(SEM⁃EBSD)和JEOL—JSM7001F型透射电镜(TEM)进行分析。其中物相分析采用Smartlab (9)型X射线衍射仪(Cu靶Kα射线;扫描速度4°/min)。