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0Cr13Ni4Mo(ZG0Cr13Ni4MoRE)马氏体不锈钢的热处理

发布人:上海艾荔艾金属材料有限公司 更新时间:2013-03-07

0Cr13Ni4MoZG0Cr13Ni4MoRE)马氏体不锈钢是在Cr13型马氏体不锈钢的基础上降低含碳量,加入镍、钼元素(在制造铸件时,为净化钢水,降低夹杂物含量等目的,有时适当添加稀土元素)而发展起来的,是具有较高强度、韧性和一定耐腐蚀性的优良钢种。常用来生产制造重要的轴、壳体锻件或水轮机叶片、叶轮等铸件。

0Cr13Ni4MoZG0Cr13Ni4MoRE)马氏体不锈钢所以在热处理后具有高的强度、塑性、韧性,是由其成分及热处理后可获得的组织所决定的。

0Cr13Ni4MoZG0Cr13Ni4MoRE)马氏体不锈钢具有低的含碳量,一般为不大于0.07%,有的更低,这就使钢淬火后可获得低碳马氏体组织。目前,比较普遍的观点认为,碳和合金成分是影响马氏体形态的主要因素,在低碳合金中,淬火后形成板条状马氏体,其内部亚结构以晶体内密度很高的位错为主,因此,又称板条状马氏体为位错马氏体。位错产生较大的强化作用,使板条状马氏体有较高的强度。而极低的含碳量将钢产生脆性的因素降到最少,这又使其具有了较高的韧性。
4%
6%镍元素的加入,首先促进了奥氏体的稳定性,还减少了由于低碳和钼元素加入可能引起的增加δ铁素体的作用,降低了钢的相变点。据测试,锻造的0Cr13Ni4Mo材料的Ac1温度比0Cr131Cr13Ac1温度降低约200,依具体成分的不同,在550630之间。Ms点温度降低100150,为220260Ac1点温度降低,可使这类钢淬火后在略高于Ac1温度回火,获得具体保留板条马氏体位向的索氏体基体上分布一定量的诱导奥氏体,提高了材料的塑性、韧性。Ma点的降低,虽然对转变组织的性能有不利影响,但是对这种成分不锈钢的不利作用已难以显现。

0Cr13Ni4MoZG0Cr13Ni4MoRE)马氏体不锈钢的淬透性好,0Cr13Ni4Mo锻件在φ400mm轴的断面检定,表面至中心的硬度差不大于50HB

这类钢常见的热处理方式有退火和淬火回火。

退火
这类钢的合金成分构成促进了奥氏体的稳定化,使钢具有较强的空冷自硬性。有试验表明,在高温加热后,即使以缓慢速度冷却,组织中也会存在一定量的贝氏体和马氏体并保持高的硬度。试验还表明,只有将其加热Ac1到或略高于Ac1温度,保温后空冷或炉冷,或获得240270HBS的硬度,组织为铁素体和碳化物的混合物,并存在一定量的奥氏体。因此,这类钢的锻后或铸后退火加热温度可选用620660。单件保温时间按11.2min/mm考虑。

0Cr13Ni4Mo锻件的淬火和回火
虽然0Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢的Ac3点温度较低,810 830,但含有较高的合金元素铬、镍,为保证合金碳化物充分溶解和奥氏体内成分的均匀化,淬火温度应高些。试验表明,淬火温度在9801040区间是合适的,回火后可获得高强度和塑韧性。与在低于980淬火效果相比,在相同韧性条件下,在更高的强度。淬火温度高于1100,会产生较多的残留奥氏体。同时有晶粒长大的危险。

由于奥氏体较稳定,采用空冷也可以获得足够的马氏体和高的硬度。但为保证更高的淬透性和强韧性,建议采用油冷却淬火。对于大锻件油冷却时,应适当控制出油温度,防止淬火应力过大而产生裂纹。也可以采用油冷-空冷-油冷-空冷的间断冷却方式。出油时表面温度控制在100左右即可。淬火冷却后,应及时回火。

0Cr13Ni4Mo钢虽然淬火后获得了具有较好塑性的板条状马氏体组织,也应回火后使用,以消除应力,稳定组织,进一步提高塑韧性。试验研究结果表明,淬火后在200300温度回火,在强度、塑性、硬度没有大的变化的情况下,冲击韧性显著下降。这是由于在此温度区间,有铬的碳化物析出,形成了脆性区。进一步提高回火温度到500600,冲击韧性开始回升;强度有下降的趋势。在570620回火,钢的强韧性达到最佳配合。组织为具有板条状马氏体形态的索氏体,硬度为250280HB。如果再提高温度,可能超过Ac1温度更多,不仅引起板条状组织粗化,还可能发生奥氏体转变,这部分奥氏体不同于诱导奥氏体,其在以后的回火冷却过程中发生马氏体转变,引起钢的硬度、强度上升,冲击韧性又有下降的趋势。

在具体应用中,可根据所制零件使用条件和对性能要求的不同确定回火温度,一般结构件,如轴、壳体等,均采用580620回火。

 

 

以上资料由上海艾荔艾金属材料有限公司提供,欢迎新老客户来电洽购。