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| 标准编号 | GB/T 39077-2020 (GB/T39077-2020) | | 中文名称 | 经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢中有害相的检测方法 | | 英文名称 | Test methods for detecting detrimental phases in lean duplex austenitic-ferritic stainless steels | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | H24 | | 国际标准分类 | 77.040.99 | | 字数估计 | 22,261 | | 发布日期 | 2020-09-29 | | 实施日期 | 2021-04-01 | | 起草单位 | 中国科学院金属研究所，冶金工业信息标准研究院、永兴特种材料科技股份有限公司、江苏武进不锈股份有限公司、中国石化工程建设有限公司 | | 归口单位 | 全国钢标准化技术委员会(SAC/TC 183) | | 提出机构 | 中国钢铁工业协会 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 39077-2020
Test methods for detecting detrimental phases in lean duplex austenitic-ferritic stainless steels
ICS 77.040.99
H24
中华人民共和国国家标准
经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢中
有害相的检测方法
2020-09-29发布
2021-04-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准由中国钢铁工业协会提出。
本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。
本标准起草单位:中国科学院金属研究所,冶金工业信息标准研究院、永兴特种材料科技股份有限
公司、江苏武进不锈股份有限公司、中国石化工程建设有限公司。
本标准主要起草人:盖秀颖、栾燕、王志楠、张重远、王心禾、吴明华、程健、王金光、杨飞雪、高金柱、
于佳音、高江君。
经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢中
有害相的检测方法
1 范围
本标准规定了三种经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢中有害相的检测方法,分别为显微组织检验
法、夏比冲击试验法和氯化铁腐蚀试验法。
本标准适用于经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢在生产、制造过程(如热处理或焊接)中或长期在一
定温度下使用析出有害相的检验,不适用于其他原因导致的经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢韧性和耐
蚀性降低的状况。本标准主要适用的产品牌号参见附录A。
2 规范性引用标准
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法
GB/T 2650 焊接接头冲击试验方法
GB/T 13298 金属显微组织检验方法
GB/T 17897 金属和合金的腐蚀 不锈钢三氯化铁点腐蚀试验方法
GB/T 30067 金相学术语
3 术语和定义
GB/T 30067界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
一种低成本的奥氏体-铁素体双相不锈钢,其铁素体含量在35%~65%,典型成分为低碳、低钼
(Mo< 2%)、高铬(Cr >17%),并添加镍、锰、氮合金元素。
注:经济型双相不锈钢具有优良韧性、焊接性能、高强度和耐氯化物应力腐蚀。
3.2
有害相 detrimentalphases
经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢在一定温度下形成的氮化物(Cr2N)、碳化物(Cr23C6)、χ相以及
少量的σ相等。
3.3
有害相的相界面积占总相界面积的百分含量。
注:P 值反映了有害相在相界上的析出程度,直接影响双相不锈钢的韧性和耐蚀性能。
3.4
PREN
综合表征不锈钢耐腐蚀性能的参数,与化学成分有关,用%(质量分数)表示。
注:PREN=%Cr+3.3%Mo+16%N。
3.5
20Cr型A组 20CrtypegroupA
耐点蚀当量PREN在24.0~28.0之间的经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢。
3.6
20Cr型B组 20CrtypegroupB
耐点蚀当量PREN在28.0~30.0之间的经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢(以下简称双相不锈钢)。
4 取样通则
4.1 取样位置和数量应按产品标准或供需双方的协议进行。如产品标准或协议没有规定,推荐按表1
的规定进行。
4.2 试样截取应避免对组织产生影响,取样方法应按GB/T 13298规定进行。如果需要使用气割,应
确保检验部位不受热。
5 试验方法
5.1 通则
5.1.1 评价双相不锈钢中有害相的试验方法主要有以下三种:
a) 显微组织检验法:用于检测双相不锈钢中有害相的存在及其析出量的评定方法;
b) 夏比冲击试验法:用于检测双相不锈钢中有害相的存在及其对冲击性能的影响;
c) 氯化铁腐蚀试验法:用于检测双相不锈钢中有害相的存在及其对耐蚀性能的影响。
5.1.2 三种试验方法只是用来检测有害相的存在及其对双相不锈钢冲击性能和耐蚀性能的影响,不能
具体确定有害相的具体结构。显微组织检验方法适用于各种场合和各种形状的样品,尤其适用于特殊
型材和在役部件性能的评价。
5.2 显微组织检验法
5.2.1 试样制备
试样的检验面应不小于400mm2。试样的制备、浸蚀应按GB/T 13298的规定进行。试样宜采用
电解浸蚀,推荐的浸蚀剂和电解参数见表2。
5.2.2 放大倍数
放大倍数为500倍,必要时可结合1000倍评定。
5.2.3 检测方法
5.2.3.1 比较法
5.2.3.1.1 在检验面上选取最严重的视场与附录B中的评级图比较,评定有害相的析出量。有害相评
级图谱分为Ⅰ和Ⅱ两个系列。20Cr型A组选用Ⅰ系列图谱,20Cr型B组选用Ⅱ系列图谱。当有害相
析出量介于两个评定图谱之间时,选择最接近的图谱评定。
5.2.3.1.2 对于焊接件,焊缝填充金属的化学成分与母材相同时,参照母材的耐点蚀当量对应的评级图
进行评定;如果焊缝填充金属是双相不锈钢,但化学成分与母材不一致,应计算焊缝金属的耐点蚀当量,
选择与其对应的评级图进行评定;如果焊缝填充金属不是双相不锈钢,附录B不适用该类焊缝有害相
析出量的评价。
5.2.3.2 定量计算法
在检验面上随机选取五个视场测量,每个视场面积应不小于0.0065mm2,取其平均值作为测量结
果。有害相的相界百分含量P 按式(1)计算。浸蚀出的孪晶界不参与计算,应扣除。仲裁时应用定量
计算法。
P=
S1
S2×
100% (1)
式中:
P ---有害相的相界百分含量;
S1 ---有害相的相界占视场总面积的百分比;
S2 ---视场中总相界占视场总面积的百分比。
5.3 夏比冲击试验法
5.3.1 试样制备
5.3.1.1 试样制备按GB/T 229的规定进行。当产品形状不具备做全尺寸夏比冲击试样时,经供需双
方同意,可取小尺寸冲击试样。
5.3.1.2 对于焊接结构或其他形状不一的产品,应特别注意V型缺口的位置。焊接结构的V型口位置
应符合GB/T 2650规定进行。
5.3.2 试验设备与试验温度
试验设备应符合GB/T 229的规定,试验温度为室温(23℃±5℃)。
5.3.3 结果判定与复验
5.3.3.1 除非产品标准或协议另有规定外,全尺寸冲击试验结果应符合表3的规定。
表3 夏比冲击试验方法的验收标准a
5.3.3.2 一组试样的平均值不应低于表3中的规定,但允许一个试样值低于表中的规定值,且不得低于
相应规定值的70%,视为合格;如果一组试样试验结果的平均值低于表3的规定值,应加倍取样重复一
次试验,复验结果均高于规定值的下限,视为合格。
5.3.3.3 允许生产厂对冲击试验值不符合表3的双相不锈钢进行重新固溶处理,并重做试验。
5.3.3.4 有害相的相界百分含量与夏比冲击吸收能量有一定的对应关系,附录C举例说明了这种对应
关系。
5.4 氯化铁腐蚀试验法
5.4.1 概述
由于焊接件试验的结果依赖于焊缝填充金属的化学成分,在测试前供需双方应对验收标准应达成
一致。
5.4.2 试样制备
5.4.2.1 试样截取后,应通过打磨或机械加工的方式充分去除因高温产生影响的组织。去除试样的尖
角毛刺,确保试样边棱、尖角平滑过渡,所有样品表面均应光滑。
5.4.2.2 试样各表面粗糙度应保持一致,且Ra不低于0.8μm。加工过程应冷却,以避免表面过热。
5.4.2.3 对于管件产品,内表面应保持原始表面,但切断面和外表面应均匀光滑,表面粗糙度Ra不低
于0.8μm。
5.4.2.4 异型产品如钢筋等,由于实际形状的特殊原因,试样应保持原始表面,但切割面应均匀光滑,表
面粗糙度Ra不低于0.8μm。
5.4.2.5 试样的抛光表面不应采用硝酸、柠檬酸或磷酸等化学钝化剂处理,也不能采用硝酸、氢氟酸混
合液或其他酸液酸洗处理。
5.4.2.6 试样应用水冲洗清洗干净,再用酒精或丙酮冲洗后吹干。试样称重精度应不低于0.0001g。
试验前,试样应放在干燥的器皿中保存。
5.4.3 试验装置及腐蚀溶液配制
5.4.3.1 试验装置
5.4.3.1.1 1000mL玻璃烧杯或1000mL长形或锥形烧瓶或其他合适容器。
5.4.3.1.2 恒温水浴或盐浴槽。
5.4.3.2 腐蚀溶液配制
5.4.3.2.1 55.1g三氯化铁溶剂(FeCl3·6H2O)和6.6g硝酸钠(NaNO3)溶解在600mL蒸馏水中(质
量接近5%的FeCl3 和1%的NaNO3),用玻璃纤维或滤纸过滤,除去未溶解的颗粒。
5.4.3.2.2 溶液体积不少于150mL或按每平方厘米试样表面20mL溶液进行计算,取其中较大者。
5.4.4 试验方法
5.4.4.1 试验方法按GB/T 17897的规定进行。试验温度为25℃±1℃。
5.4.4.2 试验结束时,取出试样用软棕毛刷在自来水中将腐蚀物彻底清除,然后浸入丙酮或酒精中清洗
再取出吹干。如果腐蚀严重可用超声波清理。
5.4.5 试验结果
5.4.5.1 测量试样尺......
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