雙相不銹鋼中形成的金屬間化合物主要有σ相、x相、a相、R相、Fe3Cr3Mo2Si2相和π相等,這些相都是脆性相,對鋼的力學性能和耐腐蝕性能都有不利影響,應盡量避免它們的析出。


 σ相是雙相不銹鋼中危害性最大的一種析出相,它硬而脆,可顯著降低鋼的塑性和韌性;它又富鉻,在其周圍出現貧鉻區,以及它自身的溶解而降低鋼的耐蝕性。與高鉻鐵素體不銹鋼不同,在雙相不銹鋼中由于鉬和鎳的存在,特別是鉬,擴大了σ相的形成溫度并縮短了形成時間。相可能在高于950℃時存在并可在數分鐘內析出。為避免。相的析出,雙相不銹鋼,特別是高鉻鉬的超級雙相不銹鋼,在固溶處理后要求快冷。


022Cr25Ni7Mo4N超級雙相不銹鋼的研究表明,在1060℃固溶處理和850℃×10min時效后,。相優先在α/α/y的交點處形核,然后沿a/α晶界長大,在最后階段也可沿α/γ相界析出。σ相還可以通過鐵素體以共析分解的方式(α→σ+Y2)形成。


 x相在雙相不銹鋼中一般在700~900℃范圍內首先沿α/α晶界及a/y相界析出,析出量比。相少得多。與。相相比,它在較低的溫度和較窄的溫度范圍存在。X相也同樣對鋼的塑韌性和耐蝕性能有不良影響。x相常與。相共存,但所占比例較少。對022Cr19Ni5Mo3Si2N鋼的研究表明,經1100℃×1h水淬后,在750~950℃溫度范圍內發生α→y2+σ(x)轉變,σ和x相富集鉻、鉬等元素。轉變過程中短時間時效時,x相為主相,而二者的含量隨時效時間的延長而增加,但一定時間時效后x相含量遞減而。相遞增,。相逐漸成主相。據此,可將x相視為σ相的亞穩相。


 在9.4.1節中述及Fe-Cr合金在鉻含量超過15%時,會出現475℃脆性,其原因在于富鉻的a相的析出。在雙相不銹鋼中也同樣存在這一現象,但它僅發生在a相內,而α相是通過調幅分解產生的,其中的鉻含量可在61%~83%范圍內波動。


 最早在某些雙相不銹鋼中觀察到的R相,是一種高鉬的金屬間化合物,分子式為Fe2Mo。以后在00Cr18Ni5Mo3Si2鋼中也發現了這種相,分子式為Fe2.4Cr1.3Mo-Si,其析出溫度范圍為550~750℃,在550℃×10h時效后,在金屬薄膜中可觀察到尺寸為長50nm、寬15nm、厚小于5nm的小片狀沉淀相,析出于鐵素體晶內,50h后長大成不規則的顆粒,650℃為其析出峰,此時的析出量最多。R相也是一個脆性相,對鋼的韌性和耐點蝕性能都是有害的。


 Fe3Cr3Mo2Si2相是在00Cr18Ni5Mo3Si2鋼中發現的,是一種片狀的金屬間化合物。00Cr18Ni5Mo3Si2鋼經980℃固溶處理后,該相的析出溫度范圍為450~750℃,往往在a/γ相界及α/α晶界、亞晶界上析出,有時也會以細針狀向晶內衍生,并常與鐵素體晶內析出的該相共存,600℃為其析出峰。該相不易長大,其析出會引起鋼的脆性。


 π相是一種氮化物,首先在22Cr-8Ni-3Mo雙相不銹鋼的焊縫金屬中發現,600℃時效時在α相晶內析出π相,同時還析出R相。π相的分子式為Fe7Mo13N4,并與α相保持一定的位向關系。π相和R相的析出引起鋼的脆性,富鉬的π相和R相的析出還導致其鄰近的α相貧鉬,降低其耐點蝕的性能。


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 雙相不銹鋼中的組織轉變主要發生在鐵素體相中,其轉變動力學可用TTT曲線或CCT、CCP曲線(連續冷卻析出曲線)來闡明這一過程。圖9.79為022Cr21-Ni7Mo2.5Cu1.5鋼(法國Uranus 50)的TTT曲線。圖9.80為022Cr25Ni7Mo4-WCuN(英國Zeron 100)和022Cr25Ni6.5Mo3.5CuN(法國UR52N+)兩種超級雙相鋼的CCT曲線??梢钥闯?,較高氮含量(約0.3%N)的超級不銹鋼。等相的析出速率要比一般雙相不銹鋼(含量0.15%N)顯著減緩,遠低于20mm鋼板水淬的速率105℃/h,UR52N+鋼水淬鋼板的極限厚度達100mm。


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