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Si含量對(duì)30Cr13不銹鋼組織與力學(xué)性能的影響

時(shí)間:2019-06-13    作者:無(wú)錫不銹鋼板    瀏覽:0
含碳量較高的30Cr13型無(wú)錫不銹鋼具有較高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和一定的耐腐蝕性,使其在航空航天、醫(yī)用及機(jī)械制造領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。通常認(rèn)為Si為鐵素體形成元素,Si元素的增多會(huì)引起鉻當(dāng)量的增大以及鎳當(dāng)量的相應(yīng)減少,使得無(wú)錫不銹鋼在奧氏體化加熱過(guò)程中奧氏體相區(qū)域小,易形成鐵素體,從而影響鋼的顯微組織和力學(xué)性能。研究人員以30Cr13無(wú)錫不銹鋼為基礎(chǔ),通過(guò)添加硅鐵改變?cè)牧系腟i含量,然后施以相同的熱處理工藝,以探索不同Si成分下30Cr13不銹鋼組織與力學(xué)性能的變化規(guī)律。
本試驗(yàn)所用材料為高真空電弧爐熔煉制得的紐扣型鑄錠,其化學(xué)成分由移動(dòng)式直讀光譜儀PMI-MASTER PRO分析測(cè)得,如表1所示。
表1 試驗(yàn)鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)
試樣編號(hào)
C
Si
Mn
Cr
Fe
1
0.28
0.46
0.38
13.10
余量
2
0.29
1.00
0.39
13.11
余量
3
0.29
1.50
0.38
12.92
余量
4
0.29
2.01
0.40
12.81
余量
5
0.30
2.50
0.35
12.70
余量
 
經(jīng)高真空電弧爐熔煉得到的紐扣錠,要進(jìn)行熱處理以改善其綜合力學(xué)性能。先在1100℃下保溫12h進(jìn)行擴(kuò)散退火以減小成分偏析,隨后在950℃下保溫30min后水冷,淬火后再經(jīng)250℃保溫2h后空冷。試樣經(jīng)線切割加工成10mm×10mm×5mm的試樣,所有試樣經(jīng)機(jī)械研磨、拋光和腐蝕后制成金相樣品。
采用尼康LV150正立式光學(xué)金相顯微鏡觀察不同化學(xué)成分試樣的金相顯微組織;利用HITACHI SU-1500鎢燈絲掃描電子顯微鏡分析不同試樣的顯微組織;利用HBE-3000A電子布氏硬度計(jì)對(duì)各成分試樣的硬度進(jìn)行測(cè)試;通過(guò)18kW D/MAX2500V+/PC型X射線進(jìn)行物相分析,對(duì)析出相的類型進(jìn)行確定。
    結(jié)果表明:在相同熱處理?xiàng)l件下,隨著Si含量的增加,顯微組織逐漸由馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體;抗拉強(qiáng)度和硬度先增加后減小,在Si含量為1.00%時(shí)達(dá)到最高值;伸長(zhǎng)率先增加再變小,在Si為1.5%時(shí)塑性最好;試樣中碳化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨Si增加而遞增,析出相主要為M23C6型(Cr15.58Fe7.42C6)碳化物,同時(shí)伴有少量Cr7C3型碳化物。