热处理对含钼2Cr13马氏体不锈钢组织与性能的影响

不锈钢

第35卷 第3期2010年

3

月

Vol 35No 3

March2010

热处理对含钼2Cr13马氏体不锈钢组织与性能的影响

白 鹤,王伯健,沈志军,王平怀

1,2

1

3

4

(1 西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西西安 710055;2 宝鸡石油钢管有限责任公司,陕西宝鸡 721008;

3 咸阳石油钢管钢绳有限责任公司,陕西咸阳 712000;4 宝鸡石油机械有限责任公司,陕西宝鸡 721002)

摘要:对在2Cr13马氏体不锈钢中添加Mo的钢进行不同温度热处理工艺试验,研究了热处理温度对含钼2Cr13不锈钢组织、硬度与耐蚀性能的影响。结果表明,含钼2Cr13马氏体不锈钢在1080 淬火后的硬度最高,当在400~550 回火时,硬度值存在一个明显的上升区域,这是由于析出的合金碳化物弥散强化作用,使合金出现二次硬化现象。回火后含钼2Cr13不锈钢的耐蚀性能比2Cr13不锈钢明显提高,主要是由于含钼2Cr13不锈钢淬、回火后析出相M2X抑制了M23C6相的产生。关键词:热处理;钼;马氏体不锈钢;组织;耐蚀性

中图分类号:TG142 7 文献标志码:A 文章编号:0254 6051(2010)03 0071 05

Effectofheattreatmentonmicrostructureandpropertiesof2Cr13

martensiticstainlesssteelcontainingmolybdenum

BAIHe1,2,WANGBo jian1,SHENZhi jun3,WANGPing huai4

(1 SchoolofMetallurgyEngineering,Xi anUniversityofArchitectureandTechnology,Xi anShaanxi710055,China;2 BaojiPetroleumSteelPipeCo ,Ltd ,BaojiShaanxi721008,China;3 XianyangPetroleumSteelTubeandWireRopeCo Ltd ,

XianyangShaanxi712000,China;4 BaojiOilfieldMachineryCo Ltd ,BaojiShaanxi721002,China)

Abstract:Theeffectoftemperatureonmicrostructure,hardnessandcorrosionresistancepropertiesofModoped2Cr13martensiticstainlesssteelwasstudiedbydifferentheattreatmentprocesses.Theresultsshowthatthepeakvalueofhardnessisobtainedbyquenchingat1080 .Anobviousincreaseofhardnessisobservedbetween400

and550

duringtemperingbecauseofthesecondaryhardeningcausedby

dispersionstrengtheningofthecarbides.ThecorrosionresistanceoftheModoped2Cr13stainlesssteelaftertemperingimprovesremarkably,comparedwiththatofun dopedstee,lmainlybecauseofprecipitatedM2XphasewhichinhibitsprecipitationofM23C6.Keywords:heattreatment;molybdenum;martensiticstainlessstee;lmicrostructure;corrosionresistance

马氏体不锈钢具有较高的硬度、强度和良好的耐磨性,广泛应用于航天、航空、医疗、原子能和机械制造等领域。在纺织行业,钢片综是必不可少的纺织器材,主要控制经纱导向,对织物表面质量及织机效率影响非常大。马氏体不锈钢作为生产钢片综的重要材料,其良好的耐磨性和低廉的价格,引起了人们广泛关注,但其在耐蚀方面的表现还不尽如人意,近年来提高马氏体不锈钢的耐蚀性能成为人们研究的重要方向之一。对于不锈钢来说基体中增加Cr含量或获得单相组织是提高不锈钢耐蚀性能的重要手段。在2Cr13不锈钢中增加Mo元素,使之形成一定数量的细小析出相(Mo的碳化物),抑制粗大析出相(M23C6)的产生,从而使钢的基体中Cr含量增加,提高耐蚀性能

[4 5]

[1 3]

钢,探讨了淬火和回火工艺对该不锈钢组织、硬度与耐蚀性能的影响,为开发新型纺织机上钢片综用耐蚀马氏体不锈钢提供参考。

1 试验材料与方法

1 1 试验材料

试验钢以2Cr13不锈钢废料为原料,在CW 1JJ型中频感应电炉中熔炼,以1Cr17Ni7不锈钢和钼铁作为合金化原料,在2Cr13钢熔化后期加入,以提高合金元素的收得率。出炉前加入纯铝进行脱氧,用钢模浇注成 40mm 100mm的棒后进行锻造、轧制,在RJX 75 9型箱式电阻炉中750 退火保温2h后空冷,然后用线切割加工成50mm 20mm 3mm的片状试样。试验钢的化学成分见表1。1 2 试验方法

将试样在DRZ 9型高温箱式炉中进行加热,分别在960、990、1020、1050、1080、1110 和1140 保温30min后出炉油冷。将1080 淬火试样用线切

。

本文研制一种适合生产钢片综用的含Mo马氏体不锈

收稿日期:2009 08 20

作者简介:白 鹤(1983!),男,陕西宝鸡人,硕士研究生,从事马氏体不锈钢组织与耐蚀性能研究。联系电话:0917 6806502,13488261643,E mai:lshawu1983@

不锈钢

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表1 试验钢的化学成分(质量分数%)Table1 Chemicalcompositionofthe

experimentalsteel(wt%)

钢号

C

Cr

Mo

Mn0 450 62

V0 100 09

Nb0 010 04

Fe其余其余

第35卷

异不大(490~540HV0 05)。当淬火温度在1080~1140 范围,试样的硬度随淬火温度升高迅速下降,并在1140 时下降到353HV0 05

。

含Mo不锈钢0 1713 170 402Cr13不锈钢0 2013 400 10

割机加工成10mm 10mm 3mm的薄片,然后放入RJX 75 9型箱式电阻炉中分别在200、300、400、500、550、600、650 和700 保温45min后出炉空冷,进行回火处理。显微组织观察用奥林巴斯GX51型金相显微镜,显微维氏硬度测试用宝棱HX 1000TM硬度计,加载载荷50g。在试样上测7个点的硬度值,去掉最高和最低值后,求其平均值。根据GB/T10125!1997#人造气氛腐蚀试验盐雾试验 要求,对回火后的试样进行中性盐雾试验,试验采用连续喷雾的方式,用(50%5)g/L氯化钠溶液作为盐溶液,pH值在6 6~6 9之间,盐雾沉降速度1 6mL/h,盐雾箱内温度为(35%2) 。试样观察周期为2h。

图2 淬火温度对试验钢硬度的影响

Fig 2 Effectofquenchingtemperatureonthe

hardnessoftheexperimentalsteels

图3是Mo 2Cr13不锈钢不同淬火温度下的显微组织。由图3可见,淬火温度较低时(990 ),Mo 2Cr13不锈钢中存在大量的连续状铁素体且碳化物分布不均匀,1080 淬火时,钢中已基本看不到铁素体,碳化物颗粒也较小且分布均匀,当淬火温度继续升高,到1140 时,该钢晶粒已明显长大,钢中碳化物数量和尺寸均减小。

铁素体的硬度值远小于马氏体的硬度值。此外,在加热过程中,随着加热温度的升高钢中铁素体逐渐转变为奥氏体,碳化物逐渐溶解,奥氏体中C含量逐渐增加。因此,淬火后钢中铁素体含量越低,未溶解的碳化物越少,则钢的硬度越高。当Mo 2Cr13不锈钢在较低温度淬火时,钢中由于存在着大量的铁素体和未溶碳化物,因此硬度很低。提高温度在1080 淬火时,钢中已基本看不到铁素体,碳化物颗粒也较小且分布均匀,此时钢的硬度较高。在1140 加热时,钢中碳化物大量溶解于奥氏体中,使奥氏体中C和合金元素含量增高,钢的Ms和Mf点降低,淬透性提高,淬火后残留奥氏体含量增加,导致在该温度淬火,钢的硬度

2 试验结果及分析

2 1 淬火温度对含钼2Cr13钢组织和硬度的影响

含钼2Cr13不锈钢原始状态的显微组织如图1所示。可以看出,试样退火态组织为铁素体+碳化物,且

碳化物的尺寸和分布都不均匀。

图1 含钼2Cr13不锈钢退火态组织

Fig 1

MicrostructureofannealedMo containing2Cr13steel

反而下降范围。

[6]

。此外,在该温度淬火的钢晶粒明显长

大,因此,1140 淬火已经超出该钢最佳的淬火温度2 2 回火温度对含钼2Cr13钢组 …… 此处隐藏：3829字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……