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
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图3 含钼2Cr13不锈钢在不同温度淬火后的显微组织
Fig 3 MicrostructureofMo containing2Cr13stainlesssteelquenchedatdifferenttemperatures
(a)990 ;(b)1080 ;(c)1140
的变化和含Mo不锈钢的硬度变化趋势相似,但相同回火温度下的试样硬度较含Mo不锈钢低,且二次硬化出现在400~550
。
的内应力和位错密度。马氏体之所以具有较高的强度和硬度,主要是由于固溶强化、相变强化和时效强化,而这3种强化机制都与位错密度和位错运动的关系密不可分。位错密度越大,运动越困难,则强度、硬度越大
[6]
。随着回火温度的升高,试样中的位错密度逐渐2)析出碳化物颗粒大小和数量对硬度的影响。
降低,这使得回火后试样硬度整体呈下降趋势。含钼2Cr13钢试样回火后,基体中的碳含量越高,则钢的硬度越高。随着回火温度的升高,从马氏体中析出碳化物的量也逐渐增加。在200~300 回火时,由于回火温度较低,大量的碳存在于钢的基体中,马氏体中
图4 回火温度对试验钢硬度的影响(1080 淬火)Fig 4 Effectoftemperingtemperaturesonhardnessofthe
experimentalsteelsafterquenchingat1080
只析出少量的碳化物,位错密度有所降低,这使得硬度值略有下降。加热至400 时,碳化物析出量较300 增加,因此,该钢的硬度继续下降。400~550 温度段回火时,钢中析出大量合金碳化物,这些碳化物颗粒较小,分布均匀且与基体保持着良好的共格关系,形成弥散强化,加之大量弥散的碳化物与位错缠结,使之运动困难。因此在此温度段回火,使试验钢硬度升高,出现二次硬化现象。回火温度超过550 时,马氏体开始分解为渗碳体及硬度很低的铁素体,大量碳化物析出,在此温度下,这些碳化物开始聚集、长大,加之位错密度继续降低,使得钢的硬度开始下降。2 3 含钼2Cr13不锈钢耐蚀性能的测定
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