S31254超级奥氏体不锈钢凝固相转变的热力学分析

doi:10.20057/j.1003-8620.2022-00232

特殊钢 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (4): 8-14.DOI: 10.20057/j.1003-8620.2022-00232

S31254超级奥氏体不锈钢凝固相转变的热力学分析

张威¹，王旗^2，3，王丽君²，李建民¹

1 宝武集团太原钢铁集团技术中心，太原，030003；
2 北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心，北京，100083；
3 河北科技大学材料科学与工程学院，石家庄，050018

收稿日期:2022-12-11 出版日期:2023-08-01 发布日期:2023-07-14
通讯作者: 王丽君
作者简介:张威（1980-），男，正高级工程师
基金资助:
国家自然科学基金（51922003，U1810207），河北省自然科学基金（E2021208017）

Thermodynamic Analysis of the Phase Transition of Supper Austenitic Stainless Steel S31254

Zhang　Wei¹， Wang　Qi^2，3， Wang　Lijun²， Li　Jianmin¹

1 TISCO Technology Center， Baowu Group， Taiyuan， 030003，China；
2 The Collaborative Innovation Center of Steel Technology，University of Science and Technology Beijing， Beijing， 100083，China；
3 School of Materials Science and Engineering， Hebei University of Science and Technology， Shijiazhuang， 050018，China

Received:2022-12-11 Published:2023-08-01 Online:2023-07-14

摘要/Abstract

摘要： 超级奥氏体不锈钢广泛应用于海洋、环保、化工等苛刻腐蚀环境。由于合金化程度较高，凝固过程凝固偏析严重，析出相多且复杂。本文结合热力学计算软件Thermo-Calc，分析S31254超级奥氏体不锈钢在凝固过程中组织的组成和析出相的演变规律，主要合金元素Mo、Cr、Ni、N在凝固过程发挥的功能及其对相组织演变的影响，Mo-Cr元素交互作用对凝固相组织演变影响规律。结果表明，该钢种液固相线温度分别是1 394.4 ℃和1 358.6 ℃，平衡凝固路径是L→γ，非平衡凝固路径是L→L₁+γ→L₂+γ+δ→γ+δ+σ。Mo偏析是导致σ相析出的主要原因，δ相和σ相析出时，液相中Mo含量分别为8.5%和11.3%。

关键词: 超级奥氏体不锈钢, 热力学计算, 凝固偏析, 析出相

Abstract: Super austenitic stainless steel （SASS） has been developed widely for industries like marine， environmental protection， chemical industry and other harsh conditions. Due to the higher degree of alloying， the solidification segregation is more serious during solidication process ， and the precipitation phases is many and complex. In this paper， the microstructure composition and evolution law of precipitated phase of super austenitic stainless steel S31254 during solidification were analyzed with thermodynamic calculation software Thermo-Calc， as well as the function of major alloying elements Mo、Cr、Ni、N during solidification and their influence on microstructure evolution， the effect of Mo-Cr element interaction on the evolution of coagulation phase organization. The results indicate that the liquidus and solidus phase line temperatures of this steel grade is 1 394.4 ℃ and 1 358.6 ℃ respectively. The equilibrium solidification path is L → γ ， and non-equilibrium solidification path is L → L₁+γ→L₂+γ+δ→γ+δ+σ. Mo segregation is the main cause of the σ precipitation， and the content of Mo in the liquid phase of δ and σ phases precipitation is 8.5 % and 11.3 % respectively.

Key words: Super Austenitic Stainless Steel, Thermodynamic Calculation, Solidification Segregation, Precipitated Phase

中图分类号:

TF771

张威, 王旗, 王丽君, 李建民. S31254超级奥氏体不锈钢凝固相转变的热力学分析[J]. 特殊钢, 2023, 44(4): 8-14.

Zhang　Wei, Wang　Qi, Wang　Lijun, Li　Jianmin. Thermodynamic Analysis of the Phase Transition of Supper Austenitic Stainless Steel S31254[J]. Special Steel, 2023, 44(4): 8-14.

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S31254超级奥氏体不锈钢凝固相转变的热力学分析

Thermodynamic Analysis of the Phase Transition of Supper Austenitic Stainless Steel S31254

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