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高碳馬氏體不銹鋼8Cr13MoV球化退火過程中碳化物的演變

時間:2019-06-13    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:0
高碳馬氏體不銹鋼具有較高的硬度、強度和良好的耐磨、耐腐蝕性,主要用于刀剪制品、閥門和結(jié)構(gòu)件等。8Cr13MoV鋼是新近研發(fā)的高碳馬氏體不銹鋼,與7Cr17和9Cr18相比鉻含量有所降低,加入了Mo、V提高其抗回火穩(wěn)定性,一般用于高端刀剪的生產(chǎn)。鍛態(tài)和熱軋態(tài)的8Cr13MoV鋼在室溫狀態(tài)下即具有馬氏體組織,硬度大并且韌性較差,所以在后續(xù)加工前需要進行球化退火。本工作以8Cr13MoV鋼為研究對象,探索球化退火整個過程中碳化物的行為演變,為該鋼種的球化退火工藝進一步提供詳實參考和技術(shù)支持。
       試驗材料采用8Cr13MoV鋼鍛件,規(guī)格為Φ30mm×1000mm棒材。然后加工成Φ30mm×30mm的圓柱形退火試樣備用。試驗鋼的成分為(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%):C0.775,Cr14.68,Mo0.213,Mn0.458,Si0.333,V0.182,Ni0.157,P0.031,S0.004,F(xiàn)e余量,Ac1點溫度約840℃。
退火試驗采用箱式電阻爐。試樣放入爐內(nèi)隨爐升溫,在800℃保溫30min,然后繼續(xù)升溫到860℃保溫90min,再冷卻到750℃保溫90min,最后以25℃/h緩冷到600℃出爐空冷。共計14個試樣,1個作為空白試樣,其他放入爐內(nèi)進行球化處理,間隔一段時間取出一個試樣立即水淬處理,具體取樣時間見表1。
表1 球化退火工藝參數(shù)
工藝
樣號
取樣時間/min
取樣階段
取樣溫度/℃
升溫過程
1
0
未加熱
0
2
30
加熱
330
3
50
加熱
520
4
80
800℃保溫開始
800
等溫過程
5
110
800℃保溫30min
800
6
165
800℃保溫45min
860
7
210
800℃保溫90min
860
8
240
750℃保溫開始
750
9
285
750℃保溫45min
750
10
330
750℃保溫90min
750
降溫過程
11
450
降溫120min
701
12
510
降溫180min
676
13
570
降溫240min
651
14
690
降溫360min
600

球化退火后,試樣加工成12mm×12mm×5mm的金相試樣,用BUKEI MLA250掃描電子顯微鏡觀察顯微組織,用Image圖像處理軟件對碳化物進行統(tǒng)計。選取部分試樣采用碳復(fù)型方法萃取碳化物析出相,利用透射電子顯微鏡電子衍射分析方法對碳化物類型進行標(biāo)定。結(jié)果表明:
(1)鍛態(tài)組織中存在著M3C、M23C6和M7C3類型的碳化物。球化退火過程中,M3C很快轉(zhuǎn)變?yōu)镸23C6,M7C3則一直未發(fā)生類型轉(zhuǎn)變。升溫階段,組織中馬氏體直接分解析出M23C6,沒有M3C→M23C6的轉(zhuǎn)變過程。
(2)整個退火過程中,析出碳化物均為M23C6型。緩冷階段降溫180min后組織中碳化物已基本不發(fā)生變化,可進一步提高冷卻速率。