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热处理对0Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢组织和性能的影响


! 一重技术 "

热处理对!"#$%&’()*马氏体不锈钢 组织和性能的影响
于丽萍$! 刘晓禹$
!$! 东北特钢集团北满特钢有限责任公司助理工程师 " 黑龙江 " 富拉尔基 " $+$,(-. 摘要 ! !"#-%&’()* 钢经一次回火处理塑性无明显变化 &

quot; 屈强比偏高 # 二次回火能降低钢的屈强比 # 关键词 ! 马氏体不锈钢 $ 机械性能 $ 组织 $ 热处理 中图分类号 ! !"#$%&’# 文献标识码 ! (

,"#$%&’()* 是马氏体不锈钢 " 用于制造核电
站驱动机构的耐压壳体 " 因为工作条件苛刻 " 所 以对材料的综合性能要求严格 " 除要具有良好的 强度 " 塑性和耐蚀性能外 " 还要有合理的屈强比
" ,5,/B &’ (5!( ): !53/ )* !50B

表 #! 试验材料化学成分
@’ !5!%( "C !5!0 @ !5!!% & !5!-3 A !5!-/ "* !5!% "#

4&.
-%5/+

4 即 !,5/ 7,58. # 本文论述了 ,"%&’()* 钢在不同热处 !6
理条件下的组织性能及其相互关系 #

温度为 0,, $ & 00, $ & 03, $ & 08, $ & +$, $ & +%, $ & +0, $ & 3,, $ 保温 / ; 空冷 " 回火组织见 图 $" 可以看出 " 回火后的组织均为板条马氏体 # 当回火温 度 低 于 00, $ 时 " 回 火 组 织 基 本 保 持 淬 火后的马氏体形态 " 只是板条马氏体有细化特征

-" 试验材料
根据 ,"#-%&’()* 钢的标准要求 " 采用真空感 应加电渣重熔冶炼工艺" 电渣锭在快锻机上镦 粗 " 拔长锻成 //, 99 方坯 " 再由锻锤锻成不同尺 寸的半成品" 此试验所用材料取自未经退火的

#/, 99棒材 " 化学成分见表-#

4 图$<. $ 03, =+0, $回火时 " 淬火形成的马氏体形 态逐 渐 消 失 " 形 成 较 细 小 的 板 条 马 氏 体 4 图 $6. $ 当回火温 度 升 到 3,, $ 时 " 出 现 区 域 性 的 组 织 特 征 4 图 $>? " 即 出 现 较 大 的 黑 块 和 相 对 发 白 的 块
状 " 虽然都是由细条状马氏体组成 " 但是在黑块 处黑白条状马氏体很细小 " 黑条多于白条就显得 发黑 # 在相对发白的块状中马氏体较粗大 " 白条 多于黑条 #

/" 试验方法及结果
)&#! 不同回火温度的组织和性能 试 验 材 料 经 - ,,, $%%, 9’: 空 冷 淬 火 " 回 火

图 #! *+,-./0123 钢的回火组织特征 ’(0!!

收稿日期 % /!!01,(2/$ $ 修回日期 % /,,02,02/3

) /8 )

!""! 年第 " 期 ! 总 #$% 期 "

回 火 温 度 与 拉 伸 性 能 的 关 系 见 图 !! 可 以 看 出 ! "## ! $%&# ! 回 火 ! !#’!" !( 逐 渐 下 降 ! %&# !$)## ! 又恢复上升 ! %&# ! 时最低 # 在 "&# ! $ ! %!# ! 范 围 内 屈 强 比 #’! 大 于 #’*! 但 强 度 符 合 !(

有影响 $ "%# ! $%4# ! 区间空冷残余奥氏体 析 出 量大于油冷 ! 超过 %4# ! 则相反 $

!,&! 二次回火处理
从以上试验结果看出! 只作一次回火处理! 材料的屈强比

! "

技术条件要求$ 回火温度对材料的塑性影响不明显$

! 偏高! 但其他性能可满足标 ! ! "
#’! (

准要求 $ 为解决屈强比偏高 ! 进行了二次回火处 理试验 $ 试 验 条 件 % 0 ### !"&# 123 空 冷 淬 火 & 一 次 回火温度 %## ! " %0#! 和 %!# ! & 二次回火温度

")# !! "*# ! 和%## !无保温! 5后空冷 $
试验结果得出 ! 拉伸强度和塑性在测试条件 下无明显变化 ! 而屈强比却得到了明显改善 6 低 于 #’*7 ! 达 到 了 标 准 要 求 ! 二 次 回 火 后 的 组 织 基 本上类似一次回火后的组织 $

&# 讨 论
试验结果表明 ! #890&:24;< 钢的组织是板条 马氏体 ! 不同温度淬火处理形成不同尺寸的板条 马氏体 ! 对拉伸性能无明显影响 ! 一次回火 ! 随
图 !! 回火温度 "#$%&’()*+ 钢性能的影响

回火温度升高粗大的淬火板条马氏体逐渐分解成 细小均匀 的 板 条 马 氏 体 $ 回 火 温 度 升 至 )## ! 时 形成区域性的组织特征$ 一次回火处理温度在

"## ! $")# ! 回 火 +,- 随 回 火 温 度 的 升 高 而 上 升 ! ")# ! $)## ! 无 明 显 变 化 ! 硬 度 值 ./ 在 "## ! $""# ! 之 间 下 降 明 显 ! ""# ! $)## ! 则 变 化不大 $ 可以看出 ! 低温时 +,- 和 ./ 变化趋势相 反 ! 超过 ")# ! 二者均无显著变化 $ !,!! 残余奥氏体与回火温度的关系 试 验 材 料 经 0 ### !"&# 123 油 冷 和 空 冷 淬 火 后在 "## ! $)## ! 进行了回火 ! 测试结果见 图 &!
从图中可以看出 ! 淬火介质并不影响残余奥氏体 随 回 火 温 度 升 高 而 析 出 的 变 化 规 律 ! 即 均 在 %&#

%&# ! 时出 现 较 低 抗 拉 强 度 ! 这 与 残 余 奥 氏 体 的
析出峰有关 ! 而对塑性无明显影响 ! 性能指标均 可达到技术条件要求 ! 只是屈强比

! 大于 #’*$ ! ! "
#’! (

经二次回火处理后 ! 达到了技术条件要求 $ 这是 因为二次回火处理改变了材料的微观组织状态! 残余奥氏体的析出量增多 ! 降低了钢的强度提高 了韧性 $ 要想降低屈强比 ! 必须使 !#’!的降低幅度 大于!(的降低幅度 ! 试验结果正符合这一要求 $

! 出现残余奥氏体的析出峰 ! 但对析出量的多少

4# 结 ! 语
一 次 回 火 处 理 6"## ! $)## !"! 5 空 冷 7 组 织 仍 为 板 条 马 氏 体 $ 低 于 ""#! 保 留 淬 火 马 氏 体 形 态 $ ")# ! $%"# ! 回火为细小均匀的马氏体 ! 而 且有残余奥氏体析出 ! %&# ! 为析出峰 $ )## ! 回 火出现区 域 性 能 组 织 特 征 ! 拉 伸 强 度 在 %&# ! 出 现相对低点! 塑性无明显变化! 只是屈强比

! 偏高 $ ! ! "
#’! (

选择 0 ### !"&# 123空冷淬火 ! %## !$%!# ! 一次回火 ! ")# ! $%## ! 二次回火处理 ! 拉 伸 性
图 &! 回火温度对 "#$%&’()*+ 钢残余奥氏体的影响

能和屈强比可达到技术指标的要求 $

$ &# $


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