雙相不銹鋼軋制是將金屬坯料通過(guò)一對旋轉軋輥的間隙（各種形狀），因受軋輥的壓縮成型，使材料截面減小，長(cháng)度增加的壓力加工方法，這是生產(chǎn)鋼材最常用的生產(chǎn)方式，主要用來(lái)生產(chǎn)型材。不僅可以制備出板帶等各種型材，可以破壞鋼錠的鑄造組織，細化鋼材的晶粒，改善材料內部的顯微組織，并消除顯微組織的缺陷，從而使鋼材組織密實(shí)，力學(xué)性能得到改善。這種改善主要是晶粒沿軋制方向被拉長(cháng)，形成變形織構，從而使鋼材在一定程度上不再是各向同性體；鑄造時(shí)形成的氣泡、裂紋和疏松，也可在高溫和壓力作用下被焊合，提高材料的力學(xué)性能。在鋁熱反應中，由于較高的冷卻速率使鑄件內部存在微孔洞，如果不能及時(shí)予以去除，將導致材料性能降低。而鑄態(tài)2507雙相不銹鋼經(jīng)過(guò)進(jìn)一步軋制不僅可以細化晶粒，還可以消除組織缺陷，使材料更加密實(shí)，力學(xué)性能得到改善，為后續加工提供基礎。

   浙江至德鋼業(yè)有限公司組對微納結構304不銹鋼在1000℃軋制，當變形量≤40%軋制后，隨軋制變形量的增加，納米晶奧氏體晶粒尺寸增加，體積分數減少；當變形量≥60%軋制后，納米晶奧氏體晶粒和亞微米晶奧氏體晶粒消失，長(cháng)大成微米晶奧氏體晶粒。隨著(zhù)軋制變形量的增加，當變形量≤80%軋制時(shí)，屈服強度幾乎沒(méi)有變化，材料的抗拉強度和延伸率都逐漸增加，當變形量為90%時(shí)，材料的抗拉強度和延伸率都減小。

  依據課題組前期對2507雙相不銹鋼的退火實(shí)驗，在1000℃下退火1.5 小時(shí)后微米晶體積分數為43.4%，依然有大量的納米晶，在再結晶溫度以上軋制時(shí)，材料的熱塑性好，且變形抗力小。因此選擇在1000℃下對鑄態(tài)合金進(jìn)行軋制開(kāi)坯處理，改善合金組織，為下一步軋制做好準備，為了尋求最佳開(kāi)坯參數，分別以40%、60%和80%軋制變形量軋制。并對不同軋制變形量的試樣利用XRD、OM、SEM、EPMA和TEM進(jìn)行組織表征，對拉伸力學(xué)性能和硬度進(jìn)行測試，綜合分析獲得最佳的開(kāi)坯工藝。

  將鋁熱法制備得到的鑄態(tài)2507雙相不銹鋼用線(xiàn)切割機切割成100mm×50mm×5mm的長(cháng)條狀試樣，使用磨床將上下表面打磨光滑，準備下一步的軋制。圖是二輥熱冷軋機（鄭州光華機械總廠(chǎng)生產(chǎn)，主電機功率：60 KW，最大軋制力：220 KN）的外形圖。首先將準備好的鑄態(tài)2507雙相不銹鋼放入電阻加熱爐內，以8℃/min的速度升溫至1000℃，保溫10 min后在軋機上軋制，在1000℃保溫10分鐘有助于試樣內部鑄造應力的釋放，且納米晶也不至于長(cháng)大過(guò)快。軋輥轉速為15 r/min，軋制速度為0.4 m/min，每次壓下量為0.15 mm。由于在空氣中軋制材料的溫度下降很快，因此在每道次之間將試樣重新放回電阻爐，保溫5 min，使試樣的軋制溫度保證在1000℃左右。試樣的軋制溫度為1000℃，軋制變形量分別為40%，60%和80%，試樣厚度從5mm分別變至3mm，2mm和1mm，軋制后的試樣在空氣中自然冷卻。

   拉伸性能的測試：根據國家標準GB/T 228.2002金屬材料室溫拉伸試驗的技術(shù)要求，拉伸試樣用線(xiàn)切割機加工而成，切割方向為軋制方向，拉伸試樣尺寸如圖3.2所示，標距是10 mm。實(shí)驗在A(yíng)T10t試驗機上進(jìn)行，最大載荷為100 KN，拉伸速度為0.2 mm/min。相同軋制參數下得到的試樣切割三個(gè)，在試驗機上重復做三次以保證實(shí)驗數據的準確性。測出載荷-位移曲線(xiàn)，換算得到應力-應變（σ-ε）曲線(xiàn)，每組實(shí)驗都取三組數據的平均值。

  硬度的測試：將做完XRD的樣品在HBRVU-187.5型布洛維氏光學(xué)硬度計上測定硬度。測試中相關(guān)參數為：加載載荷是298 N，加載時(shí)間是12 s，每個(gè)樣品上取5個(gè)點(diǎn)，這些點(diǎn)要求在樣品上分散均勻，每次的測試誤差要小于5%，實(shí)驗的最終硬度值取5個(gè)點(diǎn)的平均值。將所得的實(shí)驗數據使用origin軟件求其平均值及標準差，做出曲線(xiàn)圖。

   圖是軋制試樣的宏觀(guān)形貌圖，可以看到材料在軋制變形后有明顯的伸長(cháng)，表面光滑，但在試樣的邊緣有些小的裂紋。圖是微納結構2507雙相不銹鋼在1000℃下不同變形軋制量下的XRD圖譜，軋制后材料依然由鐵素體和奧氏體兩相組成，各峰的峰強基本保持不變，其中鐵素體峰稍有降低。在1000℃下不同變形軋制量后，材料的相組成和鑄態(tài)合金一致。利用XRD數據測出半高寬，由謝樂(lè )公式可以計算出變形量為40、60和80%的鐵素體晶粒尺寸分別為22、21和25 nm，奧氏體晶粒尺寸分別為67、29和29 nm。軋制變形不改變鋁熱反應法制備出來(lái)的微納結構2507雙相不銹鋼相組成。圖是微納結構2507雙相不銹鋼在1000℃下不同軋制變形量下的光學(xué)金相組織，可以看出2507雙相不銹鋼主要由亮的灰白色和灰色兩相組成，灰白色為奧氏體，灰黑色為鐵素體，還有少量析出物。當試樣在1000℃下60%軋制時(shí)，奧氏體體積分數減少，這和XRD結果中鐵素體（200）峰強度在三個(gè)變形量中最強相一致。試樣在1000℃下80%軋制時(shí)，觀(guān)察到奧氏體相被拉長(cháng)，奧氏體體積分數有所增加，利用SEM照片進(jìn)行更加精確的統計。

    圖是微納結構2507雙相不銹鋼在1000℃下不同變形軋制量下的EPMA圖譜，從背散射圖中可以看出合金由灰色和白色構成，試樣在1000℃下40%和60%軋制時(shí)還有少量黑色點(diǎn)狀析出物，與金相照片相吻合。白色相中富含Ni元素和C元素，根據奧氏體形成元素可知白色相為奧氏體相，灰色相富含鉻元素是鐵素體相。80%變形量軋制后材料有少量的富Cr區。從元素分布上可知黑色析出物主要是碳化物，Si元素在合金中有少量富集，其他元素分布基本均勻。圖是微納結構2507雙相不銹鋼在1000℃下不同變形軋制量下的SEM組織，圖3.8是微納結構2507雙相不銹鋼在1000℃下不同變形軋制量下的能譜分析圖，表是合金的元素含量。根據奧氏體相富含Ni元素，鐵素體富含Cr和Mo元素可知，材料的組織由灰白色的條狀奧氏體和鐵素體組成。當軋制變形量大于60%時(shí)，奧氏體相被拉長(cháng)，沿著(zhù)軋制方向平行，使用Image Pro Plus統計10張1000倍的SEM照片，統計奧氏體和鐵素體體積分數，軋制變形量為40、60和80%的奧氏體體積分數分別為48、49和27%，鐵素體體積分數為52、51和73%，隨著(zhù)軋制變形量的增加，奧氏體體積分數先減少后增加，與鑄態(tài)相比，奧氏體在變形量為80%時(shí)體積分數最少，其他條件下奧氏體體積分數和鐵素體體積分數基本一致。