江蘇容大材料腐蝕檢驗有限公司已經成立 10 餘年，其中金相檢測一直在不斷的前 進和探索，雙相鋼有害相和鐵素體含量的分析和檢測非常頻繁，筆者對於雙相鋼有害 相產生的原因及如何避免進行了分析，對實際金相檢測中雙相鋼有害相的各種圖譜實 例進行了總結，希望對同行們有些幫助。
1.雙相鋼有害相產生原因及如何避免 1.σ相是雙相不鏽鋼中最有害的析出相，它是一種由 Fe、Cr、Mo 等元素構成的四方結 構的金屬間相，鉻含量為 42%-50%之間，硬度極高，達 700-1000HV,它的存在使鋼的韌 性和塑性急劇下降。 雙相不鏽鋼在 600℃-1000℃加熱時或緩冷時析出σ相，σ相最初在雙相鋼界面形 核，並向鐵素體長大，形成的σ相周圍鉻、鉬等元素貧化，導致隨後形成奧氏體，這 一反應稱為共析反應，即α→σ+γ。反應結束後γ相會進一步轉化成σ相。在 700℃ 左右σ相的析出速度緩慢，隨著溫度的升高和時間的延長，析出的σ相不但尺寸長大， 而且數量增加。在 850℃左右，其析出速率很快，在 10h 後即可達到飽和。當溫度高於 900℃時，σ相析出速度緩慢，同時一些σ相重新被固溶。 2.對於雙相鋼的生產，在適當的固溶退火溫度下，進行固溶退火處理，然後立即水淬， 可得到較好的結果。材料從離開加熱爐到水淬之間的時間應儘可能的短，最大程度的 減少熱量損失，而在水淬至室溫之前，熱量損失可能導致有害相的析出。 3.σ相和其它金屬間相如χ相 如果在 700℃-1000℃溫度範圍內冷卻速度過慢，則σ相和其它金屬間相如χ相會 在低於奧氏體形成溫度下，從鐵素體相析出，為避免鋼廠產品中出現σ相，可控制退 火溫度，確保鋼從退火溫度儘快水淬冷卻，以避開σ相形成區間。 4.從固溶退火溫度冷卻應足夠快以避免σ相的形成區間（如圖 1）
2. 雙相鋼有害相圖譜實例 1.某大型壓力容器廠裝配的大型壓力容器，雙相鋼法蘭出現有害相的簡析
雙相鋼有害相的存在使鋼的韌性和塑性急劇下降，圖 2-圖 3 為某大型壓力容器廠 裝配的大型壓力容器，其雙相鋼法蘭材質：SA182 F53，雙相鋼法蘭在裝配過程中發生 斷裂，後引起重視，對該容器所有使用雙相鋼部位進行排查，我司作為第三方檢測公 司參與了此項工作，在抽查的部位中，有將近一半部位發現了有害相。首先使用的王 水浸蝕，圖 4-5 為正常組織，圖 6-7 為非正常組織，為了驗證非正常組織卻為有害相， 我們對非正常組織進行切割，得到小塊試樣，再用氫氧化鈉水溶液進行電解浸蝕，如 圖 8-9，不難看出：氫氧化鈉電解浸蝕效果較好，可以對鐵素體，有害相進行著色，但是，之前所用王水也可以將有害相浸蝕出來，即在鐵素體、奧氏體邊界處有「波浪 狀」出現，並且有害相也存在「邊界」。隨後，此壓力容器使用雙相鋼部位又經其它方 檢測排查，結果與我司檢測結果一致。 2.關於雙相鋼不同方向（橫縱）有害相實例
F55 雙相不鏽鋼試樣，在氫氧化鈉溶液中電解浸蝕後，鐵素體顯示出「晶界」如 圖 12，圖 14，此「晶界」是否為有害相？筆者在王水溶液中加入適量硫酸銅，將此試 樣侵入其中 3 分鐘左右，如圖 13 和圖 15，明顯看出鐵素體和奧氏體晶界，由此很顯 然看出，圖 14 中鐵素體上所顯示之卻為晶界。圖 16 為 F55 雙相不鏽鋼浸蝕後，放大 倍數更大圖片，被浸蝕著色的鐵素體上面的晶界更加清晰，圖 17 為 ASTM A923-2014 評定圖中可能受影響評定圖的放大圖，很明顯看出鐵素體與奧氏體邊界有金屬間相。 因此，判斷雙相鋼組織是否受影響，應該主要看鐵素體、奧氏體兩相邊界，而不是看 鐵素體晶界。 4.關於雙相鋼中和 ASTM A923-2014 圖譜中黑點的解析。