PH13-8Mo高强不锈钢在不同温度时效后的析出相及其对力学性能的影响

发布时间：2019-10-10 09:33

【摘要】：将PH13-8Mo高强不锈钢先在925℃进行固溶处理,然后再分别于510,540,550,565,595℃下进行时效处理,研究了不同温度时效后试验钢中析出相的种类和含量,以及析出相对试验钢力学性能的影响。结果表明:在较低温度时效后,试验钢中的析出相以六方结构的M_2C为主,中温时效后的析出相为六方结构的M_2C、面心立方的M_(23)C_6和Ni_3Al以及体心立方结构的NiAl,高温时效后以体心立方的NiAl与面心立方的M_(23)C_6析出相为主;随着时效温度升高,析出相的含量逐渐增加,试验钢的抗拉强度与屈服强度逐渐降低,塑韧性不断提高;时效过程中析出的第二相粒子能起到阻碍位错运动的作用,从而提高试验钢的强度;试验钢在925℃固溶、540℃时效处理后可获得最佳的综合力学性能。
【图文】：

析出相,时效,六方结构

ＰＤ－１０型Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）进行残余奥氏体含量的测定；参考ＧＢ／Ｔ２２８．１－２０１０《金属材料拉伸试验第１部分：室温试验方法》在ＷＥ－３００型液压拉伸试验机上进行室温拉伸试验，拉伸试样的直径为５ｍｍ；参考ＧＢ／Ｔ２２９－２００７《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》在ＪＢＮ－３００Ｂ型冲击试验机上进行室温冲击试验，冲击试样的尺寸为１０ｍｍ×１０ｍｍ×５５ｍｍ，开Ｖ型缺口。２试验结果与讨论２．１不同温度时效后析出相的种类与含量由图１可见，在５１０℃和５４０℃时效后，试验钢中的析出相为六方结构的Ｍ２Ｃ；当时效温度升高到５６５℃时，析出相由六方结构的Ｍ２Ｃ和面心立方的Ｍ２３Ｃ６、Ｎｉ３Ａｌ及体心立方的ＮｉＡｌ相共同组成；当时效温度升高到５９５℃时，析出相为面心立方的Ｍ２３Ｃ６和体心立方结构的ＮｉＡｌ。同时由表１可知，随着时效温度升高，钢中的第二相粒子逐渐从基体组织中析出，其质量分数不断增大，，基体中合金元素的含量不断降低。表１不同温度时效后试验钢Ｍ２Ｃ＋Ｍ２３Ｃ６析出相中各元素的质量分数Ｔａｂ．１ＭａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎＭ２ＣａｎｄＭ２３Ｃ６ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓｏｆｔｅｓｔｅｄｓｔｅｅｌａｆｔｅｒａｇｉｎｇａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ％时效温度／℃ＣｒＦｅＭｏＮｉΣ（Ｃｒ＋Ｆｅ＋Ｍｏ＋Ｎｉ）５１００．１１３０．０１３０．０９１０．００２８０．２２０５４００．２１５０．０３２０．１５９０．００３２０．４０９５６５

弥散分布,时效处理,残余奥氏体,时效温度

ｅｓｔｅｄｓｔｅｅｌａｆｔｅｒａｇｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔａｔ５９５℃图６在不同温度时效处理后试验钢的力学性能Ｆｉｇ．６Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｅｓｔｅｄｓｔｅｅｌａｆｔｅｒａｇｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ：（ａ）ｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄ（ｂ）ｄｕｃｔｉｌｉｔｙａｎｄｔｏｕｇｈｎｅｓｓ７３％，冲击吸收能量由５１０℃时的５２Ｊ上升至５９５℃时的１５０Ｊ。２．３不同温度时效后的残余奥氏体含量由图７可见，在相同的保温时间（４ｈ）下，随着时效温度升高，试验钢中残余奥氏体的体积分数逐渐增多，由５１０℃时的５．４７％增加至５９５℃时的２７．８１％。这是因为，随着时效温度升高，距试验钢的奥氏体化转变温度越来越近，由于镍元素的扩散逐渐加快，并在局部富集，故而残余奥氏体的含量逐渐增多。图７不同温度时效处理后试验钢中的残余奥氏体含量Ｆｉｇ．７Ｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｒｅｔａｉｎｅｄａｕｓｔｅｎｉｔｅｉｎｔｅｓｔｅｄｓｔｅｅｌａｆｔｅｒａｇｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ２．４不同温度时效后的显微组织由图８可见，在不同温度时效处理后，试验钢的基体组织为细小的板条状马氏体＋少量的残余奥氏体。２．５讨论由上述分析可知，在５４０℃时效处理后，试验钢的抗拉强度与屈服强度均明显高于该钢固溶处理后的强度，其原因主要是在时效后，试验钢中析出了细小且呈弥散分布的Ｍ２Ｃ粒子，起到了析出强化的作用，这样就提高了试验钢的强度。在不同的时效温度下析出的不同类
【作者单位】：昆明理工大学材料科学与工程学院;钢铁研究总院特殊钢研究所;
【基金】：国家重点基础研究发展计划项目(2014CB643306)
【分类号】：TG142.71;TG161

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