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二次固溶对1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢组织及力学性能的影响

发布人:上海艾荔艾合金股份有限公司www.shailiai.cn 更新时间:2016-05-12
二次固溶热处理工艺可改变晶界性质,促进晶界碳化物析出,有利于1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢强韧性的改善。本工作尝试利用二次固溶工艺对试验钢进行热处理,着重研究二次固溶对该钢的组织和力学性能的影响,以期获得更好的力学性能,为工业生产提供参考和理论依据。

马氏体沉淀硬化不锈钢1948年美国Armco钢公司发明的17-4PH不锈钢为代表,是一种高强、高韧不锈钢,其通过相变强化和沉淀硬化的方式来强化材料的性能。马氏体沉淀硬化不锈钢以其优异的性能被广泛应用在高端制造领域。1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢是一种我国自主研发,较17-4PH性能更加优异的新型沉淀硬化不锈钢,可用于制造驱动机构重要部件等。

二次固溶热处理工艺可改变晶界性质,促进晶界碳化物析出,有利于1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢强韧性的改善。本工作尝试利用二次固溶工艺对试验钢进行热处理,着重研究二次固溶对该钢的组织和力学性能的影响,以期获得更好的力学性能,为工业生产提供参考和理论依据。

试验1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢由某公司提供,采用真空感应+电渣重熔工艺冶炼,钢锭经过均匀化扩散退火,锻造开坯后轧制成Φ50mm的棒材,终轧温度≤900℃。试验钢的主要化学成分见表1

1  试验钢的化学成分(质量分数,%

C

Si

Mn

S

P

Cr

Ni

Mo

Cu

W

V

N

0.17

0.14

0.80

0.0016

0.005

15.43

3.43

1.43

1.45

0.82

0.38

0.095

 

2  试验钢的热处理工艺

固溶处理

冷处理+时效

1100℃×1h,油冷+1020℃×1h,油冷

-192℃×2h+480℃×2h,空冷

1100℃×1h,油冷+1070℃×1h,油冷

1020℃×1h,油冷

1070℃×1h,油冷

 

在试验钢棒材1/2半径处沿纵向取样并进行热处理,试验的热处理工艺见表2。在WE-300B型拉伸试验机上进行室温拉伸性能测试。采用氯化铁+氯化+盐酸+酒精溶液进行腐蚀,在日立S4300扫描电镜下观察试验钢的显微组织和拉伸断口形貌。TEM试样制成40μm厚,直径为Φ3mm的小圆片,经6%高氯酸-冰醋酸溶液进行双喷,在H-800透射电子显微镜下进行观察。结果表明:

1)相同固溶温度,一次固溶制度下1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢的强度和塑性均比二次固溶制度下的强度和塑性高,随固溶温度的升高,两种固溶制度下相应力学性能的差值减小。

    2)二次固溶改变了试验钢中M23C6的分布,M23C6沿原奥氏体晶界连续分布,随固溶温度的升高,两种固溶制度下M23C6析出量均减少。

    3)二次固溶时,沿晶界分布的M23C6成为裂纹源导致沿晶断裂,塑性很低,随着二次固溶温度的升高,试验钢的塑性得到明显改善。

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