论文部分内容阅读
Cr13型马氏体不锈钢在大气、水蒸气、有机酸中有较好的耐腐蚀性,具有广阔的应用前景。这类马氏体不锈钢传统的热处理工艺为淬火-回火,具有很高的强度和硬度,但往往塑韧性较差。淬火-配分(Q&P)工艺是针对马氏体钢提出的热处理新工艺,可以得到马氏体和富碳奥氏体的复相组织,马氏体提高强度,残余奥氏体提高塑性。在改善热处理工艺的同时,结合合金化的方法可以进一步提高马氏体不锈钢的塑韧性。本研究以30Cr13Si马氏体不锈钢为研究对象,利用激光共聚焦显微镜、X射线衍射仪和透射电镜等分析测试技术,并结合力学性能测试,研究了不同的Q&P热处理制度对实验钢的组织与性能的影响规律。研究结果如下: 1.30Cr13Si钢的Q&P组织为马氏体和残余奥氏体的混合组织,碳化物含量较少。元素Si的添加抑制碳化物的析出。利用TEM观察实验钢的Q&P组织,发现马氏体和奥氏体都有两种存在形式。马氏体有板条马氏体(主要存在为一次马氏体)和孪晶马氏体(主要为二次马氏体)两种,奥氏体有薄膜状(存在于马氏体板条间)和块状(与二次马氏体组成复相组织)两种。 2.在其他Q&P工艺参数相同时,随着奥氏体化温度的升高,实验钢中碳化物固溶度逐渐提高,钢的马氏体点Ms和Mf降低,淬火至相同温度时,马氏体转变量减少。奥氏体化温度为1100℃,可以保证实验钢中碳化物完全固溶,并且将实验钢的马氏体点降到室温附近,有利于工业生产的操作性,提高生产效率。 3.实验钢在1100℃奥氏体化保温60min后淬火至20~50℃并在450℃配分20min后,随着淬火中止温度的升高,残余奥氏体的含量提高,屈服强度和硬度逐渐降低,伸长率先增大后减少,在30℃达到峰值,冲击功逐渐提高。 4.当实验钢奥氏体以后淬火至20℃再配分处理时,一次马氏体转变量大,只有少量奥氏体残留下来,随着配分温度从450℃提高到480℃,或者配分保温时间从20min延长到40min,实验钢Q&P组织中残余奥氏体含量提高,实验钢的强塑积提高;当实验钢奥氏体以后淬火至30℃再配分处理时,一次马氏体转变量有一定的减少,同时残余奥氏体体积相应提高,随着配分温度从450℃提高到480℃,或者配分保温时间从20min延长到40min,实验钢Q&P组织中残余奥氏体含量降低,但二次马氏体含碳量降低,实验钢的强塑积也提高。 5.30Cr13Si钢经1100℃奥氏体化30min后,淬火到30℃并升温到450℃配分40min,实验钢获得最佳强塑性组合:Rp0.2=1050MPa,Rm=1650MPa,A=26%,Akv=40J,Rm×A=43000MPa·%。