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5Cr15MoV马氏体不锈钢（高档刀具用钢化学成分）球化退火等温及缓冷中碳化物行为变化
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-04-03
5Cr15MoV钢是近年来不锈钢生产企业为提高刀具硬度及耐磨性研发出的高档刀具用钢，它是以中国高碳高铬并添加微量合金元素的马氏体不锈钢，较传统的Cr13系不锈钢其碳含量有所提高，而较7Cr17、9Cr18不锈钢其碳含量和铬含量均有所降低。
5Cr15MoV钢是近年来不锈钢生产企业为提高刀具硬度及耐磨性研发出的高档刀具用钢，它是以中国高碳高铬并添加微量合金元素的马氏体不锈钢，较传统的Cr13系不锈钢其碳含量有所提高，而较7Cr17、9Cr18不锈钢其碳含量和铬含量均有所降低。
热轧态5Cr15MoV钢室温下具有马氏体组织，虽然强度高，但韧性差，因此对其进行球化退火，使钢中碳化物球化是保证后续加工性能及成品质量的必要生产环节。为此，研究人员以热轧5Cr15MoV钢为研究对象，探索球化退火等温及缓冷过程中碳化物行为变化，并结合经典Ostwald熟化理论，得到5Cr15MoV钢在缓冷过程中易粗化碳化物的类型。
试验材料采用5Cr15MoV热轧带钢，实验材料的成分列于表1。试验材料的Ac1点温度为820～830℃。
表1 5Cr15MoV钢的化学成分（质量分数，%）
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C
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Cr
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Mo
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V
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Si
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Mn
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P
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S
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Fe
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0.45～0.55
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14.0～16.0
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0.50～
0.80
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0.10～0.20
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≤
1.0
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≤1.0
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≤0.035
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≤0.030
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余量
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等温处理实验加热装置选用具有升温及等温功能的SRJX-4-13箱式电阻炉，加热炉初始温度850℃。等温方式如下：规定试样从室温下被置于加热炉中时刻为0min，等温时间分别设为0、2、10、15、30和60min，试样等温过程结束后均立即采用水淬处理。等温后试样的显微结构观察在Zeiss EVO 18型扫描电子显微镜上进行。显微组织试样由5Cr15MoV热轧带钢线切割得到，尺寸均为15mm×10mm×4mm，经等温处理后，进行研磨、抛光、室温下在氯化铁+盐酸+酒精配制成的侵蚀液中侵蚀。
缓冷处理前试样为等温60min后立即水淬所得试样，缓冷处理后试样为等温60min后在炉内进行1～2℃/min缓慢冷却所得试样，缓冷处理前后的试样经研磨、抛光，室温下在氢氟酸+硝酸水溶液中侵蚀。利用化学相分析方法及JEM-100CX Ⅱ型透射电子显微镜上的选区电子衍射分析方法完成对球化退火后钢中碳化物类型的标定。透射电镜薄膜试样由线切割得到的直径0.3mm薄片先经机械减薄，然后在高氯酸酒精溶液中进行双喷电解减薄。
结果表明：5Cr15MoV钢球化退火显微组织变化可分为等温及缓冷两个阶段，等温阶段完成细薄渗碳体片层的析出及溶断过程，缓慢冷却阶段则完成球状碳化物颗粒的成核、聚集及长大过程。TEM选区电子衍射分析表明，5Cr15MoV钢中易粗化的碳化物为M23C6，细小弥散的碳化物为MC。碳化物颗粒粗化动力学的计算结果也表明富Cr的M23C6在缓冷中更易粗化，与实验结果一致。
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