热处理对含钼2Cr13马氏体不锈钢组织与性能的影响(2)

根据GB/T10125!1997#人造气氛腐蚀试验盐雾试验 来评定不同回火温度下试验钢耐蚀能力的好坏。对试样连续喷雾150h后,大多数试样表面产生锈斑。表2为2种不锈钢不同回火温度与开始出现腐蚀时间的关系表。

由表2可以看出,Mo 2Cr13钢在200~400 回火时,其耐蚀性能较好,出现黄色锈斑的时间最长。当回火温度超过400 ,在400~550 之间时,其耐蚀性能迅速下降,出现腐蚀锈斑的时间都比低温回火的

各个回火温度下含Mo2Cr13不锈钢试样的光学显微组织如图5所示。含Mo钢在200~400 回火时,组织为板条状回火马氏体,碳化物析出量随回火温度的升高而增加,但总析出量较少。当在400~550 范围回火时,钢中组织依然呈板条状,合金碳化物大量析出,且颗粒较小,分布弥散。高于550 回火时,钢中碳化物继续随温度的升高析出,且开始聚集、长大。其组织也从回火马氏体逐渐转变为保留原有马氏体板条形态的回火索氏体组织,这主要是由于合金中的铁素体基体没有进行充分再结晶,显微组织继承了马氏体板条的亚结构及形貌,这属于正常显微组织

[7]

。

从硬度与回火温度的关系曲线和显微组织照片对比可以看出,回火温度在200~700 时,含Mo钢试样的硬度变化主要由以下两个因素造成,一是位错密度对回火硬度的影响,另一个是析出碳化物颗粒大小和数量对硬度的影响。

1)位错密度对回火硬度的影响。Mo 2Cr13钢试样淬火后,其组织为马氏体,这使得试样中存在有较高

不锈钢

74

第35

卷

图5 含钼2Cr13不锈钢在不同温度回火后的显微组织(淬火温度1080 )

Fig 5 MicrostructureofMo containing2Cr13stainlesssteeltemperedatdifferenttemperatures(quenchedat1080 )

(a)200 ;(b)300 ;(c)400 ;(d)500 ;(e)550 ;(f)600 ;(g)650 ;(h)700

试样短很多。当该不锈钢在550~700 之间进行回火时,材料的耐蚀性能又较400~550 回火的试样有所提高,出现锈斑的时间也有所增加。

表2 试验钢不同回火温度下开始出现腐蚀的时间(h)Table2 Corrosiontime(h)oftheexperimentalsteelsat

differenttemperingtemperatures

回火温度/ 含Mo不锈钢2Cr13不锈钢

2005654

3005856

400无54

5004632

5503434

6003836

6504040

7004644

对于回火态的2Cr13不锈钢来说,随着回火温度

的升高,钢中的C与Cr会形成Cr的碳化物并析出,从而降低了钢基体中Cr的含量,导致钢的耐蚀性能降低。因此,回火2Cr13不锈钢的析出碳化物类型及数量直接影响其耐腐蚀性能的好坏。随着回火温度的升高,2Cr13不锈钢中的碳化物逐渐析出,当加热温度升高至500 时,钢中析出了大量的碳化物,造成碳化物周围的Cr离开基体与C结合,使碳化物周围产生贫铬区域。加之碳化物的增多使钢的&碳化物(阴极) 贫

[10]

铬区(阳极) 电池效应增加,因此在该温度回火,2Cr13不锈钢的耐蚀能力最差。随着回火温度的继续升高,钢中碳化物开始聚集长大,且碳化物吸收了足够的Cr,达到饱和状态,与此同时,富铬区的Cr开始向碳化物周围的贫铬区扩散,使碳化物周围的贫铬区消失。因此,超过500 回火时,2Cr13不锈钢耐腐蚀性能有所回升。

对于Mo 2Cr13不锈钢来说,其腐蚀规律与2Cr13不锈钢相似,但整体上比2Cr13不锈钢更耐蚀,且耐腐蚀能力最差点出现在550 回火的试样。这主要是因为2Cr13钢中加入了Mo后由于Mo与C的亲和力比

不同回火温度下2Cr13不锈钢开始出现腐蚀的时间规律与Mo 2Cr13不锈钢相似,但不同的是2Cr13不锈钢500 回火的试样开始出现腐蚀的时间最短。Mo 2Cr13钢则是550 回火的试样。2 4 腐蚀结果分析

钢的耐蚀性随钢中Cr含量的增加而提高蚀可以忽略不计,这就是不锈钢称谓的来源重要因素。

[8]

。当。因

钢中Cr含量达到11%~14%时,其大气环境中的腐

[9]

此,不锈钢中Cr的含量是决定不锈钢耐蚀性能好坏的

不锈钢

第3期白 鹤,等:热处理对含钼2Cr13马氏体不锈钢组织与性能的影响

75

Cr与C的亲和力强,当Mo加入时,Mo与C优先形成碳化物,使更多的Cr释放到钢的基体当中,使得含钼2Cr13钢整体比2Cr13不锈钢更耐蚀。图6是Mo

2Cr13不锈钢550 回火的XRD测试结果,如图6所示,Mo加入钢中后,形成了一定数量的细小密排立方M2X相,减缓了由M23C6型碳化物取代过程,因此,Mo 2Cr13钢耐腐蚀能力最差点出现在550 ,比2Cr13不锈钢高50

。

性能也有所增加,这是因为Mo本身具有较高的硬度和耐磨性,热处理后在钢中形成的Mo的碳化物也继承了Mo的这些特性,因此在增加钢片综耐蚀性的同时也增加了耐磨性。

4 结论

1)含钼2Cr13马氏体不锈钢在960~1080 淬火时,硬度值随温度的升高而升高。在1080~1140 范围淬火,硬度值随加热温度的升高迅速下降,主要原因是残留奥氏体含量增加,因此,含钼2Cr13钢1080 左右淬火是比较合理的。

2)含钼2Cr13不锈钢在200~700 进行回火时,硬度值并不随回火温度的升高单调变化,在400~550 这一温度段内回火,硬度值有一个明显的上升阶段,主要原因是合金碳化物的大量析出、弥散分布形成弥散强化,使材料出现二次硬化现象。

3)含钼2Cr13不锈钢在回火后硬度高于2Cr13,是由于Mo的碳化物分布更加弥散、细小且稳定性高。Mo的加入增加了钢的二次硬化效应和回火稳定性,因此,含钼2Cr13不锈钢的二次硬化峰值比2Cr13出现得晚。

4)随回火温度的升高,2种不锈钢腐蚀规律相似,都存在一个快速腐蚀阶段。含钼2Cr13不锈钢耐蚀性整体强于2Cr13,这是由于Mo与钢中的C优先结合生成钼的碳化物,从而释放出更多的Cr进入钢基体所致。

参考文献:

[1]肖纪美.不锈钢的金属学问题[M].北京:冶金工业出版社,2006.[2]姜 越,尹钟大,朱景川,等.马氏体时效不锈钢的发展现状[J].特

殊钢,2003,24(3):1 5.

[3]贺彩红,王世宏.不锈钢的腐蚀种类及影响因素[J].当代化工,

2006,35(1):40 56.

[4]徐文亮,唐豪清,孙元宁.合金元素对2Cr13马氏体不锈钢组织及性

能的影响[J].宝钢技术,2008(5):39 43.

[5]白 鹤,王伯健,吕然超,等.实验室利用废钢冶炼含钼镍马氏体不

锈钢的一种工艺[J].热加工工艺,2009,38(17):70 72.[6]崔忠圻.金属学及热处理[M].北京:机械工业出版社,1988.[7]陈黄浦.轴流压缩机动叶片的断裂失效分析[J].理化检验 物理分

册,2005,41(增刊):371 374.

[8]白 鹤,王伯健.马氏体不锈钢成分、工艺和耐蚀性的进展[J].特

殊钢,2009,30(2):30 33.

[9]许适群.不锈钢的耐蚀性能[J].石油化工腐蚀与防护,2005,22

(5):41 44.

[10]王少岩,崔云海.不锈钢的腐蚀与防腐[J].沈阳师范大学学报(自

然科学版),2005,23(2):158 160.

[11]陆世英,张廷凯,杨长强,等.不锈钢[M].北京:原子能出版社,

1995.

图6 含钼2Cr13不锈钢550 回火后的XRD测试结果Fig 6 XRDpatternofMo containing2Cr13stainless

steeltemperedat550

3 讨论

由图2可知,Mo 2Cr13不锈钢最佳淬火温度(1080 左右)要比2Cr13不锈钢(1050 左右)高。这是由于Mo是铁素体形成元素,且能缩小奥氏体区域,因此当Mo加入不锈钢中后,奥氏体区域缩小,从而也提高了完全奥氏体化的温度,因此含Mo不锈钢最佳淬火温度要比2Cr13不锈钢高。

从图4可以看出,2Cr13钢硬度随温度的变化曲线和 …… 此处隐藏：2546字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……