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750℃时效对新型含硅双相不锈钢的显微组织与力学性能的影响


日期:2019-12-09     阅读:732     

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自1927年首次发现两相组织以来,双相不锈钢发展迅速。双相不锈钢结构由铁素体和奥氏体两相组成。它兼具铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点,并具有出色的机械和耐腐蚀性。双相不锈钢广泛用于石化,海洋,原浆和造纸,能源等领域。

目前,正在设计一种新型的含Si的Cr20基双相不锈钢材料00Cr20Ni6Si3.5Cu1.5Mo1.3N0.2(质量分数,%)。 ZG-25真空中频感应炉在氩气保护下将纯铁,纯铬,纯镍,硅铁,纯铜和钼铁合金冶炼,铸成钢锭。合金的测量化学成分(质量分数,%):C0.032,N0.124,Cr19.9,Ni5.89,Si3.44,Mo1.26,Fe平衡。

将钢锭剥离并热锻后,沿热锻方向取样。样品在1050°C下固溶30分钟,然后在750°C下分别老化0.5、1.5、3、6、10 h和15 h,并用水淬灭。将样品研磨,抛光,然后用酒精和丙酮洗涤并干燥,然后在10%KOH溶液中电解蚀刻约30 s。使用金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察样品的微观结构,并计数铁素体相的体积分数。通过JEM2010F透射电子显微镜(TEM)观察了时效处理后沉淀物的相特征。根据国家标准GB/T229-2007,将固溶体和时效处理后的材料沿锻造方向加工成10 mm×10 mm×55 mmV缺口冲击试样。冲击试验在室温下使用最大冲击能量为300 J的AHC-3000/2-AT冲击试验仪进行。在每种测试条件下测试了三个有效样品,并平均了冲击吸收能。通过扫描电子显微镜观察冲击断裂的形态。通过布氏硬度计测定固溶化和时效处理后的样品的硬度。结果表明:

(1)时效处理显着降低了室温冲击性能,室温冲击吸收能量从固溶体样品中的约150 J急剧降低到时效样品中的小于20J。固溶体样品的布氏硬度约为252 HB,老化1.5 h后的布氏硬度增加到约271 HB的峰值。老化时间超过1.5小时的样品的布氏硬度没有太大变化,介于240和247 HB之间。

(2)随着时效时间的增加,棒状ε-Cu相的平均尺寸略有增加,并且ε-Cu相中的Cu含量增加。短时间后,在奥氏体中析出纳米级ε-Cu相,在铁素体/奥氏体边界析出的细晶粒Cr23C6碳化物有利于改善Cr20双相不锈钢。布氏硬度。 Si3N4相的沉淀随着时效时间的增加而增加。 Si3N4相在铁素体相和铁素体/奥氏体相界中的析出会显着降低Cr20双相不锈钢的室温冲击性能。

编辑:王明军来源:冶金信息网

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