0Cr17Ni4Cu4Nb不銹鋼具有良好的綜合性能,一方面是由于該合金具有較高的Cu含量,經(jīng)時(shí)效處理后,馬氏體基體中析出彌散的富銅相產(chǎn)生沉淀硬化而使鋼強(qiáng)化;另一方面,可以通過不同溫度的時(shí)效熱處理獲得不同的強(qiáng)度等級,以滿足使用性能要求。由于該鋼的Cu含量較高,塑性較差,因此成形性較差,通常需要退火處理后再進(jìn)行621℃的時(shí)效處理,機(jī)加工和成形性會得到顯著的改善。
調(diào)整處理對顯微組織和力學(xué)性能的影響報(bào)道很少,鋼鐵研究總院機(jī)構(gòu)材料研究所的科研人員研究了調(diào)整處理溫度以及時(shí)效溫度對0Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化不銹鋼組織與力學(xué)性能的影響,為該鋼的工程化應(yīng)用提供參考。
試驗(yàn)料取自某鋼廠生產(chǎn)的Φ500mm棒材,冶煉工藝為電爐+爐外精煉+電渣,其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為0.021C、0.24Si、0.68Mn、0.0008S、0.017P、15.20Cr、4.5Ni、3.54Cu、0.30Nb,余量為Fe。原始退火態(tài)的顯微組織為回火馬氏體組織,局部區(qū)域有極少量的δ-鐵素體。
1040℃固溶處理后,一部分試樣進(jìn)行不同溫度的調(diào)整處理(調(diào)整處理溫度為700℃~1000℃),然后均進(jìn)行480℃×2h空冷時(shí)效,以研究調(diào)整處理溫度對力學(xué)性能的影響;一部分試樣進(jìn)行816℃×1h空冷時(shí)效+不同溫度的時(shí)效(時(shí)效溫度為440℃~615℃),以研究調(diào)整處理后時(shí)效溫度對力學(xué)性能的影響。
熱處理試樣采用線切割取樣,室溫拉伸試驗(yàn)在MTS拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,常溫沖擊試驗(yàn)在JBN-300B型沖擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,試驗(yàn)結(jié)果為2個(gè)試驗(yàn)值的平均值。拉伸試樣采用d0=5mm標(biāo)準(zhǔn)試樣,沖擊試樣采用夏比V型標(biāo)準(zhǔn)試樣;采用奧林巴斯GX51型光學(xué)顯微鏡進(jìn)行顯微組織觀察。
試驗(yàn)的結(jié)果表明:隨調(diào)整處理溫度的提高,強(qiáng)度逐漸增加,塑性、韌性逐漸下降;816℃調(diào)整處理后,隨時(shí)效溫度的提高,強(qiáng)度逐漸下降,塑性、韌性逐漸增加;在相同的時(shí)效溫度下,與固溶態(tài)相比,調(diào)整處理后的強(qiáng)度顯著較低,但塑性、韌性較高。(心遠(yuǎn))