X22CrMoV12-1（德國牌號）屬于馬氏體耐熱不銹鋼，相當(dāng)于中國的2Cr13型馬氏體不銹鋼，主要用于制造渦輪葉片和汽輪機(jī)葉片。它的合金元素含量達(dá)到14.5%左右，鍛造性能較差，傳統(tǒng)鍛造及熱處理工藝常常使得鍛件的韌性偏低，強(qiáng)韌性匹配難以達(dá)到令人滿意的效果。因此，有必要探索這種不銹鋼鍛件生產(chǎn)的新工藝。

高溫形變熱處理是形變熱處理的一種，是將鋼加熱到穩(wěn)定奧氏體區(qū)保持一段時間，在該溫度下變形，隨后進(jìn)行淬火以獲得馬氏體組織的一種綜合工藝。它既能提高鋼的強(qiáng)度，又能改善鋼的塑性和韌性，是提高鋼強(qiáng)韌性的一種重要手段，同時還可以簡化工藝，節(jié)省資源。研究人員采用正交試驗方法研究高溫形變熱處理對X22CrMoV12-1不銹鋼鍛件室溫力學(xué)性能的影響。

實(shí)驗用原材料為X22CrMoV12-1不銹鋼軋制棒材，規(guī)格為Φ60mm，其化學(xué)成分符合技術(shù)條件。

對X22CrMoV12-1不銹鋼進(jìn)行高溫形變熱處理工藝，具體工藝流程為：采用線切割方式下料，切成Φ60mm×60mm的短棒材，在J53-300型雙盤摩擦壓力機(jī)上進(jìn)行鍛造（沿棒材徑向壓扁，并用限位墊塊控制壓后鍛件高度）；棒料需先加熱到850℃預(yù)熱15min，再加熱至鍛造溫度保溫40min；模具用燒紅的墊塊進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度300℃；潤滑劑采用二硫化鉬+石墨+機(jī)油，其配比為二硫化鉬∶石墨∶機(jī)油=3∶1∶1。鍛后省去固溶工序，快速放入淬火油中淬火，即鍛后余熱淬火，然后進(jìn)行回火處理，回火保溫4h，空冷。

為考察各因素對鍛件力學(xué)性能的影響，并減少試驗工作量，采用正交試驗方法，選取的試驗因素及水平如表1所示，按正交表L9（34）安排的9種試驗方案如表2所示。

表1 試驗因素水平

表2 正交試驗方案

結(jié)果表明：（1）采用正交試驗方法研究了高溫形變熱處理工藝參數(shù)對鍛件室溫力學(xué)性能影響的規(guī)律：回火溫度是影響X22CrMoV12-1馬氏體不銹鋼強(qiáng)度和韌性的最顯著因素，鍛造溫度為次要因素，變形量為最不顯著因素；（2）回火溫度越低，鍛件的韌性就越差，強(qiáng)度越高；鍛造溫度越高，鍛件強(qiáng)度越高，韌性越低；（3）對X22CrMoV12-1馬氏體不銹鋼采用高溫形變熱處理這種新的熱加工工藝，選定合適的工藝參數(shù)（例如1075℃的鍛造溫度、40%的變形量，665℃的回火溫度），可以很好地滿足鍛件的室溫力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)要求，并實(shí)現(xiàn)良好的強(qiáng)韌性匹配；（4）形變熱處理在鍛造成形后省去固溶處理工序，直接在淬火油中淬火，然后回火，可縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，節(jié)約生產(chǎn)成本。（心遠(yuǎn)）