我國是不銹鋼消費(fèi)大國,其中奧氏體不銹鋼約占總量的2/3。在高溫服役環(huán)境中,隨著時(shí)效的進(jìn)行,有大量析出相析出,包括σ相、碳化物、χ相等,而這些析出相的存在(尤其是σ相)會(huì)嚴(yán)重影響不銹鋼的高溫強(qiáng)度和耐腐蝕性能,進(jìn)而影響其服役壽命。不同的熱發(fā)落懲治工藝以及一點(diǎn)兒合金元素的添加等手段只能延緩σ相的析出時(shí)間與數(shù)量,不行從根本上防止σ相的析出。因此,對(duì)因σ相析出而拋棄不用的奧氏體不銹鋼構(gòu)件的再制造工藝進(jìn)行深入研究曲直常必要的。 試驗(yàn)材料為某石化公司催化車間拋棄不用的煙機(jī)管線,管線材料為AISI 321不銹鋼,其化學(xué)成分如表1所示。該煙機(jī)管線在700℃下運(yùn)行了8萬h,由于組織中大量析出σ相而拋棄不用。把煙機(jī)管線切成18個(gè)尺寸為20mm×8mm×60mm的試樣,然后分別在1000、1050、1100℃下固溶發(fā)落懲治0.5、1、2、5、10、25h,水冷。 表1 拋棄不用AISI 321奧氏體不銹鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))百分之百 C Si Mn P S Ni Cr Ti 0.08 1.31 0.97 0.029 0.0008 9.35 17.33 0.55 將在1050℃固溶發(fā)落懲治不同時(shí)間的材料沿襲GB4338-1984加工成直徑為5mm、原始標(biāo)距為25mm的圓柱形比例試樣。在RD-50型微機(jī)控制電子式高溫蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)上測其高溫(700℃)短時(shí)抗拉強(qiáng)度和伸長率,拉伸速度為0.001mm·s-1,試驗(yàn)應(yīng)力為150MPa;將在1050℃固溶發(fā)落懲治2h后的試樣制成標(biāo)準(zhǔn)試樣,然后進(jìn)行高溫永久性能測試,試驗(yàn)溫度為750℃(高于服役溫度),試驗(yàn)應(yīng)力為60、80、100MPa。 試驗(yàn)結(jié)果表明: 。1)因高溫長時(shí)間服役析出大量σ相而拋棄不用不銹鋼經(jīng)固溶發(fā)落懲治后,組織中的σ相逐漸溶解,奧氏體晶粒明顯長大,晶界的擴(kuò)展導(dǎo)致部分σ相從晶界移到了晶內(nèi);在1050℃固溶發(fā)落懲治10h后,組織中大部分的σ相溶解消失。 (2)隨著固溶發(fā)落懲治時(shí)間的延長,AISI 321不銹鋼的抗拉強(qiáng)度呈增大的趨勢,伸長率則先升后降,并在固溶發(fā)落懲治時(shí)間為2h時(shí)達(dá)到最大。 。3)拋棄不用AISI 321不銹鋼再利用適宜的固溶發(fā)落懲治為1050℃×2h水冷。為恢復(fù)該類材料的性能提供了一條簡單可行的思路和方法。