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行业技术|变温循环相变超细化后00Cr13Ni7Co5Mo4Ti马氏体时效不锈钢的组织与性能

   更新日期:2017-03-24     来源:建材之家    作者:博一建材    浏览:38    评论:0    
核心提示:超高强度马氏体时效不锈钢以其优异的强韧性及良好的耐蚀性成为航空、航天、海洋开发等高科技领域承力、耐蚀或高温部件的首选材料。细化晶粒对同时提高马氏体时效钢的强度、韧性、塑性具有独特作用。研究表明,马氏体时效钢固溶处理后获得的马氏体在逆转变为奥氏体过程中会出现组织遗传现象,在相变点附近进行反复快速加热-冷却处理可破坏组织遗传,使逆转变奥氏体的位错密度大大增加,使加热到某一温度的逆转变奥氏体发生再结晶。

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博一建材讯:超高强度马氏体时效不锈钢以其优异的强韧性及良好的耐蚀性成为航空、航天、海洋开发等高科技领域承力、耐蚀或高温部件的首选材料。细化晶粒对同时提高马氏体时效钢的强度、韧性、塑性具有独特作用。研究表明,马氏体时效钢固溶处理后获得的马氏体在逆转变为奥氏体过程中会出现组织遗传现象,在相变点附近进行反复快速加热-冷却处理可破坏组织遗传,使逆转变奥氏体的位错密度大大增加,使加热到某一温度的逆转变奥氏体发生再结晶。因此,通过这样的α' γ反复循环相变热处理可细化马氏体时效钢晶粒。这种循环相变细化晶粒的方法在马氏体时效钢已获得了应用,并取得了很好的细化效果。本项目采用变温循环相变晶粒细化工艺对00Cr13Ni7Co5Mo4Ti马氏体时效钢进行晶粒细化处理,并对细化后的微观组织和力学性能进行了分析。

试验用不锈钢的化学成分(质量分数/%)为0.0092C,13.283Cr,7.372Ni,5.361Co,3.598Mo,0.663Ti。钢锭用工业纯铁和电解纯铬、镍、钴、钼、钛等纯金属经真空感应熔炼和真空电弧重熔精炼而成,钢锭质量为15kg。钢锭在1523K均匀化处理3h后,再加热至1473K保温1h后锻造开坯,热锻成55mm×55mm的方坯料,再热轧成直径为12mm的坯料;而后在10kW高温箱式热处理炉中于1100℃固溶处理1h,然后进行变温循环相变热处理,最后在490℃时效9h。固溶处理和变温循环箱变热处理的冷却方式为水淬,时效处理的冷却方式为空冷。另将1100℃固溶1h后的试样再在850℃固溶处理5min,以观察奥氏体再结晶的情况。

金相试样抛光后用15%(体积分数,下同)CrO3水溶液电解腐蚀,在PMG3OLYMPUS型光学显微镜下进行组织观察和晶粒尺寸的测定;显微组织观察在PHILIPSCM12型透射电镜上进行,试样在233K电解双喷减薄,电解液为15%高氯酸酒精溶液。

采用电火花线切割切取Φ5mm×10mm的标准热膨胀试棒,然后以5℃·min-1的加热速率加热到900℃,空冷,利用FORMASTOR-D型热膨胀仪测定马氏体/奥氏体转变温度;采用PHILIPSXpert型旋转阳极X射线衍射仪(XRD)对热处理后的试样进行物相分析;拉伸试验在Instron-1186型电子万能试验机上进行,测试采用标准试样,d0=5mm,l0=5d0。

结果表明:经过变温循环相变处理后,马氏体时效不锈钢的晶粒尺寸由180μm细化至6μm,得到细小的等轴晶粒;马氏体板条被多个小马氏体簇切割成多段而碎化,使马氏体组织进一步细化;与传统高温固溶后时效处理工艺相比,经变温循环相变处理后钢的屈服强度提高170MPa,抗拉强度提高100MPa,伸长率提高了18%,断面收缩率提高13%。

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