不锈钢铁素体介绍

*,特殊鋼事業群不銹鋼事業部,奧氏體不銹鋼內的鐵素體,報告人,李建進 2012/03/14,鐵素體類別,影響奧氏體不銹鋼鐵素體含量的因素,奧氏體不銹鋼熱加工溫度區間,高溫下鐵素體的回復速度,高溫下鐵素體的量,/,查找工具評量,鐵素體含量與材料熱加工性,應用建議,前言,非,特定冷速之室溫試片鐵素體含量，因冷速不定，難以類比於熱加工時熱,加工溫度下之鐵素體含量。,特定冷速之焊道室溫試片鐵素體含量，可類比為特定熱加工溫度下之鐵素體,含量，故可作為材料高溫性能分析指標。,同一爐次之,鋼胚室溫試樣，即使測量斷面同一位置，預期量取之鐵素體含量,的,變,異值將較特定冷速之焊道室溫試片量取之的變異值大很多。筆者因以上,疑慮，故並無以鋼胚室溫試樣之鐵素體含量對照其熱加工性的經驗，僅能於,文末提出相關應用建議。,1,奧氏體不銹鋼的鐵素體類別,本文奧氏體不銹鋼的鐵素體含量指的是觀察溫度下，室溫居多，試樣內,鐵素體,與,高溫鐵素體,含量的總和。,奧氏體晶,界上的,高溫鐵素體，,allotriomerphic ferrite,，,ferrite。,奧氏體晶粒內部的,鐵素體，,Idiomerphic ferrite，,ferrite， ferrite 。,2,影響奧氏體不銹鋼,鐵素體含量的因素,Log(,o,C/sec),Log(,o,C/sec),FN,FN,FN=20,FN=20,除鋼,材化學成份影響其鐵素體含量外，,鋼液由液態至室溫的,冷卻速度，對奧氏,體不銹鋼室溫試樣鐵素體影響極大。隨冷,卻速度不同，304、316 鐵素體號數值(FN),可以由0 變動至大於20，參見右圖。,國際間一般以焊道法製樣，規範試樣冷卻,速度，以對鋼材鐵素體含量進行探討,1,。另美,國焊接協會亦有以標準銅模製樣的建議,2,。,相關標準,1. GBT1,954-2008,铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方法,2. AWS A5.4/A5.4M,Specification for Stainless,Steel Electrodes for,Shielded Metal Arc Welding,3,奧氏體不銹鋼熱加工溫度區間,應用穿孔工藝，製造奧氏體不銹鋼荒管，,管胚加熱溫度約為 11001200 ,1,。,管胚總加熱時間，溫州、湖州業者約為 46 小時,1,。,由於穿孔工藝工作溫度並非室溫，管胚加熱時間亦長，足以讓奧氏體不銹鋼材，回復至高溫下應有組織及加工性能,2,。故,需於工件加工溫度下探討材料特性相關議題,。,然而在一般業者缺乏高溫影像/相體分析儀器及高溫熱加工性能分析設備條件下，進行相關材料行為調查並不容易。,1,高溫下高溫鐵素體的回復速度，續下頁,2,4,高溫下高溫鐵素體的回復速度,下列報導結論大意 ,allotriomerphic ferrite，,ferrite,高溫鐵素體變態時並不需成核。由本文展示鋼材加熱時高溫鐵素體，相體形成時之延滯(hysteresis)量非常少或者說沒有延滯量。,轉譯成普通話,鋼材到了加熱溫度，鋼材高溫鐵素體該長出多少就會有多少，又不會遲到。,5,高溫下鐵素體的量查找工具評量,相圖元素數量較奧氏體不銹鋼少，由相圖查找到的高溫的相體含量，僅具訓練技術人員技能價值，應用於設計奧氏體不銹鋼之合金方案，,實用性差,。,相圖,相體計算軟件,Thermo-Calc為例，可依合金需求，執行相體量估算，常熟事業處具使用經驗，其應用成熟度,值得關注,。,6,高溫下鐵素體的量查找工具評量,選定相圖成份與WRC 1992圖表標準焊道試片鐵素體預測值比對，可得出下列結果，,標準焊道室溫試片WRC1992圖表鐵素體預測值 與,相圖 1170 1220,溫度範圍下鐵素體量,一致。,室溫標準焊道試片鐵素體量,可做為,奧氏體不銹鋼於熱穿孔時之鐵素體含量,定性指標,。,7,鐵素體量與材料熱加工性能,案例二、熱加工性說明例,309S 室溫焊道鐵素體含量 FD=1113,vol,%，高溫展性(RA%)較類單相鋼材, alloy,FD 0 1,vol,% (FN 01), alloy,FD 9399,vol,% (FN 100) 差。,在熱穿工作溫度區間表現更為明顯,不銹鋼材於熱加工溫度下以奧氏體主要組織為時，其鋼材之,鐵素體量，,與鋼材熱間延展性相關。,案例一、化性控制管理例,美國卡本特廠以狄龍系列，室溫焊道試樣鐵素體含量FD估算式，做為奧氏體不銹鋼熱加工性指標。鹽水事業處延用此法，內控鋼材化學性能。,8,應用建議,綜合上述各點，,建議一、,嚐試建立化學組成與,鋼胚室溫試樣或其他非特定冷速試樣鐵素體含,量預測模型前，應優先確定非特定冷速試樣，室溫鐵素體含量，是否,可如同特定冷速之焊道鐵素體含量般，勉強地比對材料高溫性能關聯,性。,建議三、,常熟事業處具,Thermo-Calc,軟件執行相體含量估算經驗，其應用成熟,度,值得關注,。,建議二、,建立化學組成與室溫,試樣鐵素體含量預測模型時，應遵守多元迴歸,之模型適切性的準則，剔除無關元素；勿依主觀認定，不適切地將元,素保留於預測模型。,9,