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6Cr21Mn10MoVNbN耐热阀门合金奥氏体高温固溶时效强化钢化学成分
6Cr21Mn10MoVNbN钢化学成分(%):0.62C,20.72Cr,10.22Mn,0.025P,0.010S,0.093Si,0.48N,1.03Mo,1.07Nb,0.88V,其余Fe。
奥氏体耐热钢比马氏体耐热钢具有更多的合金元素,其在常温下的状态为奥氏体,其通过固溶+时效或直接进行时效处理,以达到强化钢的目的,来满足气门的工作需要。常见的材料有以下几种:4Cr14Ni14WZMo、ZCrZINi12N、SCrZIMh8NiZN、SCr21NIngNi4N、5C21NIngNi4NbWZN、6Cr21Mn10MoVNbN、3Cr23Ni8Mri3N等,固溶等,固溶后的晶粒度为4~10级,组织为奥氏体+碳化物,硬度《36HRC;时效后的硬度在26~45HRC,层状析出物(15%,组织为奥氏体+析出物+碳化物,表面无裂纹,其余与合金结构钢的要求是一致的。
6Cr21Mn10MoVNbN是一种用于重型发动机的新型合金。科研人员采用热模拟、金相法、X射线衍射与理论分析,对合金在高温下的变形特性作了研究。通过引入内部可变参数,在FCC材料用Zerrilli-Armstrong方程的基础上,为该合金应力/应变曲线的动力学计算建立起基本方程式。方程计算所得的数据与实验数据十分吻合。
研究发现,该合金的显微组织与温度和应变率密切相关。当合金在850℃发生变形时,Cr23C6从基体中析出。应变率越低,从基体中析出的Cr23C6越多。与此同时,Cr23C6的量也随着温度的升高而减少。在从850升到1050℃期间,合金中NbN的量随着温度的升高而增加,在1050℃时达到峰值。当温度达到1150℃时,NbN的量开始减少。在这一温度时,合金中尤其是分布在晶界位置的碳化物与氮化物开始大量溶入基体。微裂纹容易沿合金晶界发生扩展。