铁素体不锈钢管σ相脆性与475℃脆性及高温脆性危害

   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相析出所需要保温时间不足20min。

  σ相等金属间化合物沉淀使钢变脆，最明显的特点是钢的冲击韧度极度下降，其脆化程度与σ相析出数量相关，只要避开脆化温度服役，即可避免σ相脆化的危害，但对于不锈钢管厂原始的大板卷生产是难于避免在σ相形成的温度停留的，即难以避免σ相脆化造成的危害。通常在不锈钢管生产中，大卷板的冲击韧度低于50冲击攻，就难以开卷，串带和重卷操作。对于28Cr4Ni2Mo和28Cr2Ni4Mo两个牌号的冲击韧度曲线见下图。这些数据指出，高铬钼含量的铁素体不锈钢管在σ相脆性区和475℃脆性区引起塑韧性下降所需要的保温时间很大，在热带卷生产时，终轧卷曲后的冷却过程中，在这两个脆性区的停留的时间远远超过了引起脆性所需要的临界保温时间，对于9.5t（1500mm×1000mm)的28Cr4Ni2Mo热卷经空冷和水冷，也难于避免这两种脆性的发生，因此在当前最现代的热连轧生产线上应降低卷曲温度以避开这两个脆性温度。不管采用哪种冷却方式，在两个脆性区的停留时间将极大地缩短，因此在生产时可采用水冷降温至400℃以下进行卷曲，完全可以消除这两种脆性引起的麻烦www.zjhstg.com