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两种316L不锈钢的凝固模式及δ铁素体：铸态显微组织与HT- CLSM相结合的研究
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在316L奥氏体不锈钢中，铁素体相的存在会显著影响其非磁性性能。对低合金型（L-316L）和高合金型（H-316L）316L奥氏体不锈钢进行了研究。 通过高温激光共聚焦扫描显微镜（HT- CLSM）对两种铸造等级的显微组织及凝固动力学进行了原位观察。两种316L不锈钢成分的铸态微观结构存在显著差异。 在L-316L钢中，铁素体形态表现为短棒状结构，铁素体含量为6.98%，形成由奥氏体和铁素体组成的双相显微组织。相反，在H-316L钢中，铁素体以不连续网络结构形式存在，含量为4.41%，形成由奥氏体和σ相组成的显微组织。H-316L钢中的合金元素分布较为复杂，镍（Ni）和钼（Mo）主要富集于奥氏体晶界处。 HT- CLSM 实验可实时观测316L试样的凝固过程，并揭示不同的凝固模式：L-316L钢采用FA模式凝固，而H-316L钢采用AF模式凝固。这些差异导致铁素体和奥氏体分别主要作为形核相和生长相。实验观察到的凝固模式与热力学计算结果相似。L-316L钢在FA模式下凝固，表现出极小的元素偏析，这导致凝固后相变过程中铁素体直接转变为奥氏体相（δ→γ）。此外，H-316L钢在AF模式下凝固后出现严重的元素偏析现象，导致晶界处钼元素富集，并通过共晶反应（δ→σ+γ）使铁素体相转变为σ相和奥氏体相。 图1采用原位HT- CLSM 技术对L-316L钢在0.2℃/s冷却速率下的凝固过程进行观测：a 液相中的铁素体形核；b 液相中的铁素体生长；c 液相完全消失；d 铁素体内部的奥氏体形核；e 通过固态相变实现的奥氏体生长。   |
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