至德钢业扫描电镜对固溶处理后的304不锈钢管的分析报告

 由于金相显微镜因为其分辨率有限制，因此只能从金相显微镜中观察试样的大致的表层组织形貌，为了更清晰的观察到试样表层的微观形貌，浙江至德钢业有限公司从每个温度下择优选取一个耐腐蚀性能和硬度性能较好的已固溶处理过的试样，对选取的304不锈钢管每一个水淬试样的表面层进行扫描电镜的微观观察。由分析得出，对B2、B6、B8、B10、B14及B16进行扫描电镜的细致观察。图分别是304不锈钢管试样在990℃、1020℃、1050℃、1080℃、1110℃和1140℃固溶处理且水淬后的纵断面在合适的倍数下所显示出来的微观显微组织。

304不锈钢管试样B2经过990℃的固溶处理后，试样的SEM图可知，B2号试样的微观组织有黑色片状的铁素体与颗粒状（Cr/Fe）23C6碳化物，晶界线清晰；304不锈钢管试样B6经过1020℃的固溶处理后，试样的SEM图b可知，B6号试样的微观组织有少量（Cr/Fe）23C6碳化物，亮白色组织为奥氏体，组织的晶界线明显；304不锈钢管试样B8经过1050℃的固溶处理后，试样的SEM图可知，B8号试样的微观组织均匀整齐，无腐蚀沟出现；304不锈钢管试样B11经过1080℃的固溶处理后，试样的SEM图可知，组织晶界线明显，挛晶组织为奥氏体，无腐蚀沟出现；304不锈钢管试样B14经过1110℃的固溶处理后，试样的SEM图可知，微观组织中有少量腐蚀坑，灰白色为奥氏体组织；304不锈钢管试样B16经过1140℃的固溶处理后，试样的SEM图可知，微观组织均匀性好，有少量合金碳化物。

 图为304不锈钢管试样扫描面的EDS谱图，可知未经过固溶处理的304不锈钢管试样表面的化学成分，除了有碳、铁等主要组成化学元素，还有硫、磷等杂质元素，其能在晶界处降低晶界结合能与降低试样韧性，而且杂质元素也是引起晶界处点蚀的主要原因之一。随着固溶温度的升高，304不锈钢管表面的碳含量有降低的趋势，因为高温使得铁素体等组织成分溶解为奥氏体，有利于耐蚀性的提升；杂质元素如磷、硫等或与镍组合形成的低熔点化合物溶解消失，减少不锈钢组织中的热裂纹，并降低了腐蚀敏感性，组织均匀性、硬度与耐蚀性能得到改善。

浙江至德钢业有限公司主要从固溶温度与固溶时间对304不锈钢管在金相组织、耐腐蚀性、硬度、SEM及能谱这五个方面进行热处理工艺的分析，小结如下：

1. 除990℃、1020℃，在其余1050℃、1080℃、1110℃与1140℃这4个固溶温度处理下，304不锈钢管试样的金相组织中的绝大部分合金碳化物都充分溶解为单相奥氏体组织，组织更均匀，晶界线更清晰明显；大部分试样的耐蚀性能与硬度得到提升，对304不锈钢管固溶后的B2、B6、B8、B11、B14、B16号试样进行SEM与EDS分析，可以印证上述分析结论。

2. 35分钟、55分钟、75分钟这三个固溶时间对304不锈钢管试样的处理下，金相组织随着固溶温度升高及时间的延长，晶粒度有增大的趋势，但合金碳化物能够得到较充分的溶解，组织缺陷如位错、组织偏析等得到改善；在相同固溶时间处理下，经过1020℃，75分钟固溶后的B6号试样综合性能较好，腐蚀速率由B0的0.0263g/d下降到0.0023g/d，硬度由原始试样的672.1HV升高到729.4HV；经过1110℃，55分钟固溶后的B14号试样综合性能较好，腐蚀速率由B0的0.0263g/d下降到0.0064g/d，硬度由原始试样的90.7HV升高到114.2HV；经过1140℃，35分钟固溶后的B16号试样综合性能较好，腐蚀速率由B0的0.0263g/d下降到0.0053g/d，硬度由原始试样的101.3HV升高到170.7HV。综上可见，温度与时间两因素同时影响金相组织，硬度与耐蚀性，为获得同样的性能，低固溶温度需延长其固溶处理时间。反之亦然，若提高固溶温度，则可适当减少固溶时间。