在雙相不銹鋼中,奧氏體中的碳含量較高,而鐵素體中的鉻含量較高,晶界是碳化物析出的有利位置,當雙相不銹鋼在低于1050℃加熱時,便會在a/γ相界上形成碳化物。
含碳較高(≥0.03%)的雙相鋼,在較高的溫度范圍950~1050℃,沿α/y相界可析出M7C3型碳化物,快冷通過這一溫度區可避免這種碳化物的析出。低于950℃時,則析出M23C6型碳化物。碳化物的析出速率很快,有的雙相鋼在800℃時僅需1min即可析出M23C6型碳化物,通過快冷難以抑制其析出。M23C6型碳化物首先在a/y相界析出,在α/α和y/y晶界也有,而在α和y相的內部很少發現。M23C6型碳化物長大時需要消耗相鄰α相區的鉻,這部分鐵素體區隨即轉變為Y2相,出現M23C6型碳化物和y2的聚集區。
在雙相不銹鋼中出現碳化物沿晶界的析出不像在奧氏體中那樣會帶來大的危害,尤其是對耐晶間腐蝕性能。含0.03%C的超低碳雙相鋼中,碳化物的析出量很少,甚至不能分布在所有的晶界上,而超級雙相不銹鋼的碳含量一般在0.01%~0.02%的范圍內,甚至沒有任何類型的碳化物析出,可以不必擔心碳化物析出帶來的危害。
由于現代含氮超級雙相不銹鋼的發展,對雙相不銹鋼中氮化物析出的研究顯得十分必要。在含氮雙相不銹鋼中,Cr2N是氮化物的主要析出形式,其晶體結構為密排六方(表2.7)。022Cr25Ni5Mo3N鋼(0.014%C)高溫固溶后水淬時,由于鐵素體中氮的溶解度低,呈過飽和狀態,快速冷卻時,Cr2N在鐵素體的晶界和晶內析出。固溶溫度升高,析出量增多。
較高溫度700~900℃時效時,在α/α和a/y相界和鐵素體晶內都有Cr2N析出。晶內析出的Cr2N與基體a相保持一定的取向關系。Cr2N的成分中還有鐵和鉬,實際為M2N型氮化物。晶界析出的Cr2N更多的是等軸形貌。氮化物周圍的貧鉻促進了y2相的形成,y2相貧鉻,其鉻含量比奧氏體低3%左右,故γ2相耐點蝕性能較差。
較低溫度400~600℃長時間時效時,在α相內發現成行排列的短片狀析出物,組成為M2N。
在022Cr22Ni5Mo3N鋼的焊接接頭的熱影響區中還發現有CrN的析出,對鋼的韌性和耐蝕性無顯著影響。