合金元素Ti及熱處理工藝對0Cr18Ni10Ti奧氏體不銹鋼組織及性能的影響
0Cr18Ni10Ti為鉻鎳奧氏體不銹鋼，這類鋼種具有優(yōu)異的耐腐蝕性，綜合力學(xué)性能良好，同時(shí)由于其工藝性能和焊接性能優(yōu)良，在化工及輕工領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。在奧氏體不銹鋼的發(fā)展中，常采用Ti替代C以降低晶間腐蝕，特別是敏化態(tài)晶間腐蝕。同時(shí)Ti作為合金元素可以有效改善奧氏體不銹鋼晶粒尺寸和力學(xué)性能。科研人員主要研究了Ti含量與晶粒大小相互關(guān)系以及在不同熱處理?xiàng)l件下，Ti含量對晶粒尺寸及力學(xué)性能的影響規(guī)律，確定最佳的Ti含量以及熱處理工藝。
試驗(yàn)鋼采用50kg真空感應(yīng)爐冶煉，鑄錠經(jīng)1150℃保溫開坯后，鍛成40mm厚板坯，再經(jīng)熱軋成13mm厚板材作為試驗(yàn)用料。試驗(yàn)鋼的化學(xué)成分如表1所示。
表1 試驗(yàn)鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
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編號 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Cr |
Ni |
Ti |
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T1 |
0.053 |
0.51 |
1.17 |
0.0053 |
0.0049 |
17.94 |
10.34 |
0.24 |
|
T2 |
0.055 |
0.52 |
1.17 |
0.0041 |
0.0039 |
17.85 |
10.30 |
0.33 |
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T3 |
0.055 |
0.59 |
1.19 |
0.0060 |
0.0037 |
17.74 |
9.98 |
0.40 |
|
T4 |
0.050 |
0.52 |
1.12 |
0.0039 |
0.0035 |
17.90 |
10.49 |
0.61 |
對試驗(yàn)鋼主要采用固溶處理，研究經(jīng)不同溫度和時(shí)間固溶處理后試驗(yàn)鋼的性能變化規(guī)律。將熱處理后的試驗(yàn)鋼按照GB/T228.1-2010標(biāo)準(zhǔn)制成拉伸試棒，測試其拉伸力學(xué)性能。采用MEF4M型光學(xué)顯微鏡觀察組織形貌。試驗(yàn)結(jié)果表明：
?。?）在一定范圍內(nèi)，隨著Ti含量增加，釘扎在晶界處的Ti（CN）含量增多，抑制了晶粒的長大，可以有效控制晶粒尺寸，提高鋼的力學(xué)性能，最佳Ti含量控制在0.4%。
?。?）隨著固溶溫度升高，低于1050℃時(shí)鋼的強(qiáng)度較高，溫度在1050～1100℃區(qū)間，強(qiáng)度出現(xiàn)明顯的降低。固溶溫度繼續(xù)升高，強(qiáng)度繼續(xù)降低，但塑韌性有所提高。從力學(xué)性能考慮，固溶溫度應(yīng)控制在1050℃以內(nèi)。
（3）試驗(yàn)鋼在1050℃以上保溫，釘扎在晶界處的第二相逐漸溶解于基體中，對晶界的釘扎效果減弱，晶粒嚴(yán)重長大。為避免晶粒粗大，最佳固溶溫度為1050℃。