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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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。
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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Mo 2Cr13钢趋势相似,但相同回火温度下的试样硬度较Mo 2Cr13不锈钢低,这是由于2Cr13钢中加入Mo元素后,Mo会与C优先形成碳化物,并在回火时析出,由于其分布更加弥散、细小且稳定性高,因此Mo 2Cr13钢在回火后的硬度高于2Cr13钢。Mo的加入不仅能够增加钢的强度,最主要是增加钢的回火稳定性和二次硬化效应,Mo加入钢中时,会形成细小的密排立方M2X相(Mo的碳化物),其具有极高的稳定性,抑制了粗大析出相M23C6的产生,在增加了二次硬化效应的同时,使钢的回火稳定性增加
[4,11]
,因此Mo
2Cr13钢二次硬化的峰值较2Cr13晚。此外,由于Mo优先于Cr形成碳化物并析出,使得更多的Cr进入到钢基体当中,从而增加了试验材料回火后的耐蚀性能。利用此工艺处理的Mo 2Cr13不锈钢所制作的钢片综较普通2Cr13钢片综,不仅耐蚀能力明显提高,且耐磨