MA956合金冷軋和退火時顯微組織的變化

  鐵素體系氧化物彌散強(qiáng)化合金具有蠕變強(qiáng)度高和在1300℃下耐熱性好的特征,因此可以作為高速增殖反應(yīng)堆和超高溫?zé)峤粨Q機(jī)用材料的替代材料。該材料的納米級氧化物顆粒微細(xì),并在鐵素體基質(zhì)中均勻分散,可防止氧化物顆粒在高溫下發(fā)生位錯運動,延遲顯微組織的回復(fù)和再結(jié)晶,從而實現(xiàn)高的蠕變強(qiáng)度。MA956合金(UNSS67956)是已商業(yè)化生產(chǎn)的鐵素體系氧化物彌散強(qiáng)化合金之一。該材料以20Cr、5.0Al、0.5Ti為基本合金成分,其熔點高達(dá)1480℃,并以穩(wěn)定的鐵素體相作為基體組織,使熱態(tài)穩(wěn)定的Y2O3可在該基體組織中細(xì)化分散。

  以前,很多研究人員對加工熱處理后顯微組織的生長行為進(jìn)行了研究。其中,大部分是研究熱軋狀態(tài)下動態(tài)再結(jié)晶的加工組織與其后的加工熱處理產(chǎn)生的靜態(tài)再結(jié)晶組織的關(guān)系,以及對加工熱處理前后結(jié)晶方位的變化和再結(jié)晶行為的調(diào)查,還有如何獲得粗大柱狀組織的研究。為獲得良好的高溫強(qiáng)度特性,可以說最好是要形成粗大柱狀組織,但反過來說由于各種材料特性會因材料的各向異性增大和與柱狀顆??v向垂直的應(yīng)力減弱的緣故而必須從多方向施加負(fù)載如制管時等,這是一個問題。

  粗大柱狀組織材料的延性和韌性比微細(xì)組織的低,尤其是在低溫下,會明顯促使龜裂沿(100)面擴(kuò)大。另外,該柱狀組織產(chǎn)生的材料的各向異性特性在冷軋時也會變成障礙,妨礙了MA956的通用性。為使MA956不僅具有材料的各向同性特性,而且還具有冷加工性,因此應(yīng)采用將組織控制在等軸和均質(zhì)的制造方法,弄清冷軋率和加熱溫度等加工熱處理條件對MA956的回復(fù)和再結(jié)晶組織生長行為會產(chǎn)生何種影響是很重要的。

  為系統(tǒng)弄清再結(jié)晶晶粒和未再結(jié)晶晶粒混在一起的MA956熱軋材的不均勻組織因冷軋率和熱處理溫度的不同而產(chǎn)生的變化,日本山陽特殊鋼公司調(diào)查了有再結(jié)晶晶粒和未再結(jié)晶晶?;旌系牟痪|(zhì)層狀組織的MA956熱軋材在改變冷軋和熱處理條件下的組織變化。調(diào)查結(jié)果表明,在該MA956中與普通Fe基材料一樣,提高冷軋率會使內(nèi)部形成高的應(yīng)變能,隨著其后熱處理溫度的升高,會提供高的熱能,促進(jìn)再結(jié)晶,但軋制熱處理前的初期狀態(tài)對冷軋加工組織、再結(jié)晶得當(dāng)與否和再結(jié)晶晶粒的生長速度、晶粒度和形狀有很大的影響。也就是說,在該材料的組織控制中,除了加工熱處理條件外,加工前的組織狀態(tài)是非常重要的因素。