论文部分内容阅读
本课题旨在获得一种适用于350℃腐蚀环境下,具有高强、高韧、高硬度及耐磨、耐腐蚀的马氏体不锈钢。本文在1Cr15Ni3Mo2Cu2W1VN马氏体不锈钢的基础之上,去掉强化元素钼、钨和钒,添加少量的铌,开发一种新型含铌高强高韧马氏体不锈钢1Cr16Ni4Cu2NbN,并以1Cr16Ni4Cu2N钢做对比,通过热力学计算、淬火、冷处理、回火、微观组织观察、化学相分析、力学性能测试及热压缩试验,研究了Nb对高强高韧马氏体不锈钢组织、力学性能和热加工性能的影响。热力学计算试验结果表明:含Nb试验钢比无Nb试验钢仅多一个平衡相Z相。0.27%的Nb对钢中δ铁素体略有影响。Nb对马氏体不锈钢的组织有显著的细化作用。经淬火+冷处理,钢中残余奥氏体量均大幅度降低。回火温度对试验钢的马氏体板条形态有明显的影响,在回火温度较高时,无Nb钢中出现棒状碳化物;含Nb钢中析出了较多的弥散的第二相颗粒,板条边界变得模糊。无Nb试验钢中在400-470℃回火3小时仍有少量的残余奥氏体,回火温度为500℃时,在两种试验钢中都出现了M23C6相。随着回火温度升高,在含Nb钢中,NbC相增多,两种试验钢中残余奥氏体量均大幅减少。经400-600℃回火,含Nb试验钢的室温拉伸性能,在各温度点基本均高于无Nb试验钢的。在400-470℃之间回火试验钢的抗拉强度和屈服强度均升高,超过470℃两种试验钢的抗拉强度均显著降低,其屈服强度470-500℃急剧降低,超过500℃缓慢下降。含Nb试验钢和无Nb试验钢的屈服强度最高值分别为1377MPa和1254.5MPa,两者相差122.5MPa。含Nb钢的塑性和韧性高于无Nb钢的。无Nb和含Nb试验钢的室温拉伸断裂都属于韧性断裂。经不同温度回火,含Nb钢的350℃高温拉伸性能高于无Nb钢的,其变化趋势与室温拉伸性能的趋势相似。含Nb试验钢和无Nb试验钢的屈服强度最高值分别为1155MPa和1030MPa,两者相差115MPa。两种试验钢的室温冲击功均随回火温度升高先降低后增大,硬度值先增大后减小,冲击功在回火温度为500℃时,出现最低值,含Nb试验钢和无Nb试验钢的最低值分别为24J和10J,两者相差14J。试验钢的硬度在450℃回火出现峰值后,随回火温度的升高直线降低,含Nb试验钢的硬度始终高于无Nb试验钢的。含Nb试验钢和无Nb试验钢的硬度最高值分别为49.05HRC和46.1HRC,两者相差2.95HRC。1000-1100℃热压缩变形,两种试验钢基本都处于回复和部分动态再结晶阶段。1130-1180℃,70%变形量10s-1应变速率情况下,两种试验钢都出现完全动态再结晶。在1000-1180℃、10s-1、70%变形量条件下,两种试验钢均有良好的热加工性能。