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等溫處理對(duì)15-5PH不銹鋼馬氏體相變的影響

時(shí)間:2019-06-13    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:0

15-5PH不銹鋼是一種新型低碳馬氏體沉淀硬化無錫不銹鋼。它具有高的強(qiáng)度,良好的橫向韌性及低溫性能,熱處理工藝簡單等特點(diǎn),經(jīng)精加工后的零件只需進(jìn)行溫度較低的時(shí)效即可達(dá)到規(guī)定的力學(xué)性能,已在飛機(jī)、艦船、導(dǎo)彈殼體等關(guān)鍵部位上得到應(yīng)用。15-5PH不銹鋼的強(qiáng)韌性是通過馬氏體相變,然后在450~620℃時(shí)效析出ε-Cu、NbC等強(qiáng)化相來獲得。以往對(duì)15-5PH不銹鋼的研究主要集中在組織、力學(xué)性能及時(shí)效過程等方面,而有關(guān)馬氏體相變規(guī)律,尤其是等溫處理后的相變規(guī)律鮮有報(bào)道。但是,掌握馬氏體的相變規(guī)律對(duì)控制該無錫不銹鋼組織及性能具有重要意義。本項(xiàng)目利用DIL805A快速膨脹儀,研究等溫處理對(duì)該鋼馬氏體相變點(diǎn)變化的影響規(guī)律。

試驗(yàn)材料為15-5PH不銹鋼(0Cr15Ni5Cu4Nb),其化學(xué)成分見表1。試樣尺寸為外徑Φ4mm、內(nèi)徑Φ3.5mm、長10mm的管狀件。在DIL805A快速膨脹相變儀上進(jìn)行相變點(diǎn)的測定,通過透射電鏡和金相顯微鏡觀察等溫處理后的組織。將試樣以50℃/min的加熱速度加熱至1040℃保溫60min,然后以200℃/s的冷卻速度分別冷至850、800、700和650℃保溫一定時(shí)間(10~60min),再以10℃/s的冷卻速度冷至Mf點(diǎn)以下,測定其相變點(diǎn)Ms、Mf,記錄冷卻過程中的膨脹曲線并確定馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)。
表1 15-5PH不銹鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)
C
Mn
Si
P
S
Cr
Ni
Nb
Cu
Fe
0.03
0.53
0.38
0.03
0.005
15.83
5.33
0.28
3.19
余量
 
結(jié)果表明:
(1)15-5PH不銹鋼經(jīng)等溫處理后,組織為板條狀馬氏體,有NbC等顆粒狀第二相析出。
(2)隨等溫溫度升高,馬氏體相變點(diǎn)逐漸升高,在700~800℃之間等溫時(shí),Ms點(diǎn)變化更為明顯,Mf點(diǎn)則基本無變化;板條狀馬氏體變化不大,NbC相數(shù)量和尺寸都有所增加。
(3)隨等溫時(shí)間的延長,Ms點(diǎn)先下降后升高,等溫30min時(shí)達(dá)到最低值,Mf點(diǎn)的變化不明顯;板條大小及間距略有增加。