热处理工艺对Cr17含Ni马氏体不锈钢组织及性能的影响_张小可

42宝 钢 技 术2009年第1期

热处理工艺对Cr17含Ni马氏体不锈钢组织及性能的影响

张小可,陈锡民

(特殊钢分公司制造管理部,上海 200940)

摘要:通过对Cr17含Ni马氏体不锈钢热处理工艺试验,研究了不同的淬火和回火温度对Cr17含Ni马氏体不锈钢(低、高倍)组织和力学性能的影响。试验结果表明:经过淬火+高温回火处理后,材料晶粒明显细化,材料的综合力学性能得到最大提高。同时,在中温回火时,材料的强度和硬度有所提高,塑性和韧性略有降低,出现明显的中温回火脆性倾向。Cr17含Ni马氏体不锈钢的使用状态组织为索氏体,具有良好的耐蚀性能,又具有较高的强度和韧性配合。

关键词:马氏体;淬火温度;回火脆性

中图分类号:TG142.71 文献标志码:B 文章编号:1008-0716(2009)01-0042-04

EffectofHeatTreatmentonMicrostructureand

PropertyofCr17+NiMartensiticStainlessSteel

ZHANGXiaokeandCHENXimin

(ManufacturingManagementDepartment,SpecialSteelBranch,Shanghai200940,China) Abstract:Onthebasisofaseriesofheattreatmenttests,theeffectofdifferentquenchingandtemperingtemperaturesonthemacroandmicrostructuresandmechanicalpropertiesofCr17+Ni

martensiticstainlesssteelwasinvestigated.Thetestresultsindicatethatafterquenchingandhigh temperaturetempering,thematerial sgrainwillbeobviouslyfiner,anditscomprehensivemechani calpropertieswillbegreatlyimproved.Meanwhile,withthemedium temperingtreatmen,tthema terial sstrengthandhardnesswillbeenhanced,butitsplasticityandflexibilitywillbedecreasedabi,tanditalsohasanobviousmedium temperingembrittlementtrend.TheservicestatestructureofCr17+Nimartensiticstainlesssteelissorbitic,whichhasanexcellentanti corrosionperformanceandabettercombinationofstrengthandtoughness.

Keywords:martensite;quenchingtemperature;temperingembrittlement

改善,抛光性能、切削加工性能及冷冲压成形性能亦好

[1]

0 前言

Cr17含Ni马氏体不锈钢含有较高的C,可通过热处理工艺的调整,达到强度、硬度和韧性的提高,是一种综合力学性能较佳的钢种。该钢采用真空感应冶炼加电渣重熔而成,钢中非金属夹杂物低,纯洁度高。该钢具有良好的耐蚀性能,又具有较高的强度和韧性的配合,其横向比性能明显

张小可 助理工程师 1982年生 2007年毕业于武汉科技大学

现从事材料学专业 电话 26032496E mail xiaoke0707@http://

,适用于制造要求较高强度、韧性、塑性和

良好的耐蚀性的零部件及在潮湿介质中工作的承力件。因此,提高和改善该钢的力学性能将直接影响工件的机械性能和使用寿命

[2-3]

,热处理工

艺对该钢的正常使用起着非常重要的作用。为此,本文讨论了热处理工艺对Cr17含Ni马氏体不锈钢组织和性能的影响。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

Ni

张小可等 热处理工艺对Cr17含Ni马氏体不锈钢组织及性能的影响

钢,炼钢采用真空感应+电渣重熔,锻造成材。化学成分见表1。

表1 试验材料的化学成分含量标准

Table1 Chemicalcompositionsofthetestedsteels%

wC0.10~0.35

wMn 1.0

wS

wP

wSi 1.0

wCr14.5~

18.5

wNi1.5~

3.5

43

0.025 0.030

1.2 试验方法

对锻制 110的成品进行以下3种方案的处理及测试分析。

(1)对锻造生产过程出现探伤超标的试样进

行低倍检验,再进行调质处理。然后,再做低倍检验和高倍分析。

(2)选取3组试样进行淬火处理,淬火温度为900~1100 ,冷却方式为油冷,试样编号分别为1、2和3。检验淬火后试样的硬度(HBW)、 相和晶粒度。

(3)选取8组试样进行淬火+回火处理,淬火温度900~1100

,分别从低温到高温进行回火,淬火冷却方式为油冷;回火冷却方式均为空冷。试样编号分别为4~11,检验回火后试样的室温拉伸性能、冲击韧性、硬度及显微组织。

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有粗晶现象得到明显改善。

从图1和图2可以发现,经过调质热处理后试样晶粒明显细化。金属晶粒越细,晶界的总面

积越大,金属的强度越高;另一方面,细晶粒材料中的塑性变形分布比较均匀,减少了变形的大程度集中引起微观裂纹的危险,这样就使材料在断裂前能承受更多的塑性变形,达到提高材料塑性

[4]

的目的。

另外,对粗晶部分的试样进行了纵向取样测试。其纵、横向组织晶粒度见图3。由图3知,样品的纵、横截面的晶粒度都为3.0级左右,个别为1.0级。纵截面也发现有粗晶,与横截面相比晶粒略为粗大。因此可以认为粗晶不仅存在于该试

2 试验结果与分析讨论

2.1热处理工艺对低倍组织的影响

对Cr17含Ni马氏体不锈钢在锻造生产过程中出现探伤超标的棒材,规格为 110,然后取样进行低倍检验。对试样横低倍热酸酸蚀后,试样横截面均发现有严重的雪片状粗晶,见图1。

粗晶的出现将会对材料的组织及性能产生不利的影响,因此,拟通过热处理工艺试验消除。所以对具有粗晶的试样进行调质处理:淬火

+高温回火。然后对试样再作低倍检验,如图2所示,原

图3 粗晶处的显微组织图

Fig.3 Microstructureofthecoarsegrain

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样的表面,而且存在于内部。

宝 钢 技 术2009年第1期

晶的棒材,经过高温加热处理,从而使其重新奥氏体化,淬火使其重新再结晶,所以晶粒得以细化。2.2 热处理工艺对高倍组织的影响2.2.1 淬火温度对高倍组织的影响

利用光学显微镜对方 …… 此处隐藏：4118字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……