對于雙相不銹鋼管中的馬氏體，不同的回火溫度對其內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)有不同的影響，主要表現(xiàn)在析出碳化物的尺寸和分布上。對于雙相不銹鋼管中的鐵素體晶粒，淬火過程中由于馬氏體交叉引起的體積膨脹導(dǎo)致鐵素體大量位錯，回火過程中位錯也發(fā)生變化。
圖3.2為實(shí)驗(yàn)用雙相不銹鋼管在不同回火溫度下的金相照片和掃描顯微組織。A、B和C中所示的回火溫度分別為400、300和200。在金相照片中，鐵素體為白色，馬氏體為黑色。與三種回火溫度下實(shí)驗(yàn)鋼管的金相組織相比，雙相不銹鋼管中的馬氏體體積分?jǐn)?shù)達(dá)到50%左右，因?yàn)榇慊鸱较蛟黾恿烁嗟鸟R氏體形核點(diǎn)。適用于兩相區(qū)至室溫，同時調(diào)質(zhì)工工作。該工藝對馬氏體體積分?jǐn)?shù)影響不大，如圖3.2（a）、（c）、（e）所示。然而，當(dāng)回火溫度為400℃時，組織中的白色區(qū)域略有增加。這主要是由于回火溫度越高，馬氏體分解速度越快，使回火后的馬氏體組織部分呈現(xiàn)鐵素體形態(tài)，如圖3.2（b）F9F所示，當(dāng)回火溫度為400℃時，雙相不銹鋼的掃描形態(tài)不銹鋼管顯示，原始馬氏體島區(qū)有較大的分解程度，而馬氏體沒有島狀分布，而是在原始馬氏體區(qū)有碳化物彌散形態(tài)。
對比實(shí)驗(yàn)鋼管在200～300℃回火溫度下的掃描照片，可以看出回火后仍能保持原來的馬氏體島狀形態(tài)，隨著回火溫度的升高，馬氏體分解程度增加。當(dāng)然。板條亞結(jié)構(gòu)在200℃的馬氏體中仍然可見，碳化物的排列有一定的趨勢。碳化物沿馬氏體板條的方向排列，而在300℃回火溫度下，馬氏體中的碳化物呈彌散分布的趨勢?？梢钥闯?，在回火過程中，馬氏體分解，碳化物開始沿馬氏體板條分布。隨著回火溫度的升高，碳化物呈89%的分散分布。
圖3.3是不同回火溫度下實(shí)驗(yàn)用雙相不銹鋼管微觀結(jié)構(gòu)的透射照片?？梢姡?00℃的回火溫度下，馬氏體島開始分解，板條界面不清晰，部分細(xì)小碳化物析出，但仍保留著密度較高的位錯。如圖3.3（b）所示，碳化物以薄片或薄膜的形式出現(xiàn)在板界面，這是由于碳原子在碳化物形成前發(fā)生折疊。當(dāng)回火溫度上升到300℃時，如圖所示。3.3（c）和（d），原始馬氏體島區(qū)出現(xiàn)高密度的細(xì)小析出物，呈粒狀或薄膜狀。在同一取向板內(nèi)，它們沿原馬氏體板的方向排列，趨于整體分散。馬氏體中的高密度位錯基本消失，這些碳化物的析出物在位錯處形核，但在短的保溫時間內(nèi)未觀察到粗化現(xiàn)象。
當(dāng)回火溫度為400℃時，很難觀察到原始馬氏體島的板條組織。碳化物尺寸明顯增大，顆粒碳化物直徑增大，出現(xiàn)球化現(xiàn)象，薄膜碳化物長度和直徑增大。當(dāng)馬氏體的島狀組織消失，鋼中的低碳相A增加時，馬氏體和鐵素體相A中的碳含量基本相同，馬氏體的硬度大大降低，這將大大降低強(qiáng)度，但有利于塑性。
雙相不銹鋼管廠家在拉伸過程中的連續(xù)屈服狀態(tài)與鐵素體中大量可移動位錯有關(guān)。在回火過程中，位錯的分布和形態(tài)會發(fā)生一定程度的變化，這將影響實(shí)驗(yàn)鋼管的力學(xué)性能。在750℃臨界退火后直接淬火至室溫得到的雙相不銹鋼管中，由于體積收縮會產(chǎn)生一定的位錯，馬氏體相變也會在鐵素體中引起大量位錯。兩個位錯的糾纏將導(dǎo)致一些細(xì)胞或細(xì)胞形狀的位錯。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)如圖3.4（a）中的箭頭所示。鐵素體中的大部分可移動位錯在400℃回火時消失，而交錯位錯細(xì)胞結(jié)構(gòu)仍存在于鐵素體中，如圖3.4中的箭頭所示。這將使試驗(yàn)鋼管在變形初期的錯位不易滑動，從而導(dǎo)致試驗(yàn)鋼管屈服強(qiáng)度的提高?？梢苿游诲e的消失與較高的回火溫度有關(guān)。當(dāng)回火溫度為200℃時，位錯形態(tài)如圖3.4（c）、（d）中的箭頭所示。在鐵素體與回火馬氏體的相界處仍存在大量的可移動位錯。在回火過程中，位錯被重新排列成均勻的結(jié)構(gòu)。與高溫回火的實(shí)驗(yàn)鋼管相比，該條件下的實(shí)驗(yàn)鋼管更容易屈服。回火溫度的設(shè)置將臨界退火溫度設(shè)置為750°C，以確保鐵素體能夠完全再結(jié)晶并產(chǎn)生尺寸約為2個頭的等軸鐵素體晶粒。包括回火系統(tǒng)在內(nèi)的連續(xù)退火工藝示意圖如圖3.1所示。回火溫度分別設(shè)置為400、300和200度。兩相區(qū)保溫時間為10s，回火時間為20s，兩相區(qū)升溫速率為300c/s，兩相區(qū)保溫后直接淬火至室溫，淬火速率為80c/s，回火升溫速率為200c/s，空氣-回火后冷卻至室溫。