形变对沉淀硬化马氏体不锈钢显微组织和力学性能的影响

分别对05Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢进行了1040℃固溶处理、-30℃冷处理和550℃时效及850℃形变和相同的热处理。除了变形态组织外,检测了这二种状态钢的显微组织和力学性能。结果表明:经固溶处理、冷处理和时效处理的05Cr17Ni4Cu4Nb钢晶粒度为3级,而经850℃形变后再以相同工艺处理的钢晶粒度为6级;后者力学性能优于前者。

时效处理对15-5PH沉淀硬化马氏体不锈钢组织和力学性能的影响

研究了1000℃和1040℃30min水冷固溶480～620℃4 h时效对15-5PH钢(/%:0.065C、0.46Si、0.58Mn、0.022P、0.004S、14.77Cr、5.19Ni、2.91 Cu、0.22Nb)组织和力学性能的影响。结果表明,该钢在480℃4 h时效后,开始析出富铜相和碳化物Nb(C,N),随时效温度升高,部分析出相长大;550℃时效15-5PH钢具有最佳综合力学性能:屈服强度R_(p0.2)530～625 MPa,抗拉强度R_m1050～1070 MPa,冲击功值a_(kv)113～115 J/cm^2。

制备车辆部件的方法和沉淀硬化马氏体不锈钢的新用途

一种用于沉淀硬化马氏体不锈钢的制品的材料和其制备方法，该材料的组成包含：至少0．5％（质量分数）的铬、至少0．5％（质量分数）的钼、其中Cr，Ni和Fe的总量超过50％；该方法步骤包括：熔炼该材料以制成铸件；热挤压，其后进行几个冷变形步骤以致于得到至少50％的马氏体和最后在425—525℃下进行时效处理以得到准结晶颗粒的沉淀。此种材料可用在要求耐腐蚀性、高强度和良好韧性的车辆部件中。

热处理对电弧增材制造马氏体沉淀硬化不锈钢组织性能的影响

马氏体沉淀硬化不锈钢在增材制造过程中,由于反复的热循环和热积累,材料的组织和性能可能会出现不均匀或缺陷。以自研药芯焊丝为原材料,采用电弧增材制造技术制造马氏体沉淀硬化不锈钢结构件,由于电弧增材过程中受到复杂的热循环,因此增材件组织不均匀,导致机械性能下降。采用固溶、时效以及固溶+时效三种热处理工艺对结构件进行处理,并利用金相显微镜、扫描电子显微镜、维氏硬度计和拉伸试验机等设备对试样的显微组织、成分、硬度和拉伸性能进行分析。结果表明,热处理态试样组织转变为马氏体且伴有强化相析出,其中固溶+时效处理效果最佳,极限抗拉强度与硬度分别达到1 048.53 MPa与423.5 HV,相比于沉积态分别提升了211.53 MPa与106.8 HV。但热处理态试样的断后伸长率相比于沉积态试样的有所降低。

马氏体沉淀硬化不锈钢

马氏体沉淀硬化不锈钢,如05Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH、PH17-4),化学成分要求如表1所示。马氏体沉淀硬化不锈钢固溶温度应保证钢中碳和合金元素充分溶于奥氏体,快冷得到过饱和铜、铌的马氏体,再时效处理使含铜、铌的第二相析出进一步强化。

13Cr15Ni4Mo3N半奥氏体沉淀硬化不锈钢连续冷却过程中的相变动力学

采用淬火相变膨胀仪研究了13Cr15Ni4Mo3N半奥氏体沉淀硬化不锈钢连续冷却过程的相变动力学行为。用改进的K-M方程准确描述了马氏体相变量与温度的关系。结果表明:实验钢的特征温度Ac1和Ac3分别为600和720℃;1040℃奥氏体化后以任意冷速冷却仅发生马氏体相变,冷速为100℃/s时测得的马氏体相变开始温度Ms为99℃,相变结束温度Mf为-75℃。在冷速≥1℃/s时,晶格膨胀法和杠杆法计算得到的马氏体相变量结果相近,而冷速<1℃/s时,晶格膨胀法计算得到的马氏体转变量大于杠杆法计算得到的马氏体转变量。在相变动力学参数α取值0.03258时,K-M方程可简单方便地描述实验钢的马氏体相变动力学过程,但对相变初期的转变量预测精度较低;改进的K-M方程在考虑α随温度变化时,可较准确地预测马氏体转变量。

影响15-5PH沉淀硬化不锈钢硬度的因素

炼制了两炉化学成分不同的15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢并制备了试样。对试样进行了1040℃保温90 min油冷的固溶处理及铣削、钻削、磨削试验和分别在400~620℃时效1.5、4、8和12 h。随后检测了试样的硬度和显微组织。结果表明:切削加工对15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢的硬度无明显影响;在450℃时效,随着时效时间延长至4 h,15-5PH钢的硬度提高,并达到了44~46 HRC的硬度要求;15-5PH钢的最佳时效工艺为450℃保温4 h。

沉淀硬化不锈钢弹簧脆性断裂原因

某沉淀硬化不锈钢弹簧发生脆性断裂。采用宏观观察、氢元素含量测试、金相检验、硬度测试、扫描电镜及能谱分析等方法分析了该弹簧断裂的原因。结果表明:在进行表面钝化处理过程中,弹簧发生了渗氢现象,经除氢处理后弹簧仍含有少量的氢元素,在应力作用下,弹簧萌生了氢致脆性微裂纹,裂纹不断扩展,最终导致弹簧发生过载断裂。

时效处理对05Cr17Ni4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢力学性能及组织的影响

试验研究了1040℃固溶的马氏体沉淀硬化不锈钢05Cr17Ni4Cu4Nb在480~620 ℃时效5 h的组织,强度和硬度。结果表明,随时效温度升高,马氏体基体逐渐分解,碳化物析出而降低;在时效处理过程中,随时效温度升高,富Cu相最初以球形析出,逐渐发展成椭圆形及杆状,尺寸增大,与基体共格界面消失,强化效果减弱;05Cr17Ni4Cu4Nb钢经1 040℃固溶,480℃5 h时效后,其HRC硬度值44.3,满足钢材HRC硬度值43的要求。

马氏体沉淀硬化不锈钢的焊接工艺

通过分析高强度马氏体沉淀硬化不锈钢的性能及其合金元素在钢中的作用;阐述了该类钢材的合金成分、机械性能以及合金元素在钢中的作用;重点分析了其可焊性,详细说明了它们的焊接方法、焊接工艺和焊接过程中应采取的质量控制措施;介绍了由该类钢材制成的某重点型号焊接壳体的焊接技术和质量控制。

新型超高强度-高韧性马氏体沉淀硬化不锈钢的组织和力学性能初探

在分析现有宇航用高强度马氏体沉淀硬化不锈钢和高合金超高强度钢的基础上 ,研制出一种新型超高强度 高韧性马氏体沉淀硬化不锈钢 ,其抗拉强度σb≥ 180 0MPa ,δ5≥ 15% ,KⅠC≥ 10 0MPam1/2 。

马氏体型沉淀硬化不锈钢时效过程的组织转变

采用扫描电镜、热膨胀曲线测量和XRD测试等分析手段,研究了时效温度对马氏体型沉淀硬化不锈钢(FV520B)组织的影响。逆变奥氏体在600℃以上保温开始时即开始形成,无孕育期,冷却过程中有一部分会再次转变为马氏体;随时效温度的升高,冷却到室温后的逆变奥氏体含量先升高后降低,在大约630℃时达到峰值。

热处理对马氏体沉淀硬化不锈钢0Cr15Ni5Cu3Nb锻件机械性能的影响

试验研究了马氏体沉淀硬化不锈钢 0Cr15Ni5Cu3Nb(0 0 3%C ,14 4 %Cr,4 6 %Ni,3 6 %Cu ,0 2 4 %Nb)大规格Φ16 2 0 /Φ12 2 8× 2 5 4和小规格Φ90 0 /Φ75 0× 171两种锻件淬火 回火处理工艺对机械性能的影响。结果表明 ,10 4 0℃油淬和 5 5 0℃ 4h回火处理小规格锻件的冲击韧性AKV为 86J ,大规格锻件仅为 4 9J ;同时 ,小规格锻件经 10 4 0℃水淬和 5 5 0℃ 4h回火后的冲击韧性AKV提高到 175J ,且强度和塑性均满足标准要求。

Cu含量对马氏体沉淀硬化不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb组织和性能的影响

试验0Cr17Ni4Cu4Nb钢(/%:0.016~0.017C,0.31~0.35Si,0.79~0.85Mn,0.009~0.012P,0.008~0.010S,15.29~15.43Cr,4.10~4.15Ni,3.34~4.92Cu,0.25~0.27Nb)由25 kg真空感应炉冶炼,锻造成Φ18 mm棒材。通过力学性能测试和组织分析,试验研究了3.34%~4.92%Cu含量对0Cr17Ni4Cu4Nb钢相变点,1 040℃1 h油冷,460~610℃2 h空冷时效的力学性能和组织的影响。结果表明,钢中Cu含量增加,对该钢Ac_3无显著影响,Ac_1下降,M_s点上升,M_f点下降;钢中Cu含量高时,钢的强度、硬度较高,塑性略低;当Cu含量为中下限时,可满足技术条件力学性能的要求,即460~500℃时效后R_m≥1 315 MPa,R_(p0.2)≥1 175 MPa,A≥10%,Z≥40%。

沉淀硬化不锈钢

奥氏体、铁素体和马氏体不锈钢应用较广,但还存在一些缺陷。奥氏体、铁素体不锈钢虽有较好的耐蚀性,但不能通过热处理调整力学性能,如:奥氏体不锈钢屈服强度较低,仅200 MPa左右,不宜用作结构件;马氏体不锈钢虽可以通过淬火回火等热处理方法获得较高的屈服强度,但其耐蚀性不够理想。沉淀硬化型不锈钢(也称PH不锈钢)能弥补上述两种钢的不足,既具有近似奥氏体不锈钢的耐蚀性,又如同马氏体不锈钢那样通过热处理调整力学性能,因此应用广泛。

马氏体沉淀硬化不锈钢泵轴的疲劳断裂失效分析

为查找高压除焦水泵泵轴的失效原因,用EDS(X射线能谱分析仪)和合金成分分析仪检测了泵轴材质的化学成分,用扫描电镜观察了材质显微结构,用光学显微镜观察了材质金相组织,用显微硬度仪检测了材质显微硬度,用拉伸强度试验机测定了材质常温拉伸强度,用滴定管和pH计分析了泵内流体介质的氯离子浓度及pH;此外,还进行了泵轴的断口形貌分析、应力计算和有限元分析。分析结果表明,泵轴表面局部存在冶炼夹杂物,造成材质不均匀而诱发裂纹源。该裂纹源在循环载荷作用下发生扩展,最终导致泵轴失效断裂。

化学成分对马氏体沉淀硬化不锈钢性能的影响

三个炉次的马氏体沉淀硬化不锈钢,进行化学成分对力学性能影响的热处理工艺试验,热处理后进行力学性能检测及金相显微组织分析。结果表明:含碳量和镍当量对力学性能的影响最大,随着含碳量的减小,强度、硬度提高;随着镍当量降低,强度、硬度提高;金相显微组织分析的结果同力学性能数值的变化一致。结论对优化控制化学成分有指导意义。

马氏体沉淀硬化不锈钢真空热处理畸变的研究

采用马氏体沉淀硬化不锈钢的C形畸变试样,进行真空热处理及气体保护炉热处理变形量的试验研究,并采用金相显微镜、扫描电镜分析不同变形的畸变试样的显微组织,得出本试验条件下的结论:马氏体沉淀硬化不锈钢真空调整、时效的畸变量小于气体保护炉调整、时效的畸变量;真空热处理炉上部的畸变量略大,但抗畸变性能很好;固溶化工序的畸变大于调整工序的畸变;不同结构尺寸的畸变试样变形差异很大,对提高测试精度很有帮助。本试验的结论对控制真空热处理的畸变具有指导意义。

半奥氏体沉淀硬化不锈钢

半奥氏体沉淀硬化不锈钢有07Cr17Ni7Al(17-7PH、PH17-7)、07Cr15Ni7Mo2Al(PH17-7Mo)、07Cr17Ni7Al钢,以及PH14-8Mo、AM-350和AM355。(1)0Cr17Ni7Al钢,其化学成分见表1。表10Cr17Ni7Al钢的化学成分(GB/T 20878—2007)(质量分数)单位:%C Si Mn P S Ni Cr Al≤0.09≤1.00≤1.00≤0.040≤0.0306.50~7.7516.00~18.000.75~1.50半奥氏体沉淀硬化不锈钢与马氏体沉淀硬化不锈钢一样,时效发生在马氏体基体内,但在固溶处理后室温下残留部分或大部分为奥氏体。因此,时效前应冷加工、低温处理或在稍低于固溶处理温度下使碳化物析出,并提高M s点以转变成马氏体,保证在时效前基本上保持马氏体基体组织,提高马氏体点和增加马氏体量。通常有调整处理(T处理)、冷变形处理(C处理)和冷处理(R处理),比马氏体沉淀硬化不锈钢的热处理工艺复杂。

时效温度对马氏体沉淀硬化不锈钢0Cr15Ni5WMoVNb力学性能的影响

0Cr15Ni5WMoVNb钢(%:0.068C、14.54Cr、5.32Ni、0.88W、0.92Mo、0.20V、0.10Nb)经5 t中频感应炉+2 t真空电渣重熔炉冶炼,经锻造、热轧成Φ45 mm棒材,试样经1 000℃30 min固溶空冷+-70℃2 h冷处理后进行400～600℃4 h时效空冷。试验结果表明,在450℃时效0Cr15Ni5WMoVNb钢的强度最大,以准解理断裂为主,冲击功低为40 J,随时效温度上升,冲击功显著上升,强度下降,在510℃时效该钢有良好的强韧性,抗拉强度R_m 1300 MPa,屈服强度R_(p0.2)1100 MPa,冲击能A_(KV) 100 J。