冷處理對0Cr16Ni5Mo馬氏體不銹鋼組織和性能的影響

0Cr16Ni5Mo鋼系低碳馬氏體不銹鋼，是歐洲國家在0Cr13Ni5Mo不銹鋼的基礎上研發(fā)的新型鋼種，因其具有良好的綜合性能，如強度高、韌性良好，抗腐蝕能力較弱，廣泛應用于水電設施中的耐磨件，海上高速螺旋槳軸系材料，海洋環(huán)境螺栓用鋼等。通常情況下，0Cr16Ni5Mo馬氏體不銹鋼在海洋工程用鋼方面，其抗拉強度在1000MPa以下的應用較廣，但隨海洋結(jié)構(gòu)工程用鋼需求的日益苛刻，高強度級別的0Cr16Ni5Mo馬氏體不銹鋼的研究與開發(fā)迫在眉睫，而常規(guī)調(diào)質(zhì)處理很難達到抗拉強度約1200MPa的級別，因此，有科研人員嘗試利用冷處理手段來獲得這一要求，并達到了良好效果。

試驗鋼0Cr16Ni5Mo經(jīng)真空感應+電渣重熔后，經(jīng)鍛造開坯后軋制成棒材，其化學成分如表1。不同棒材的熱處理工藝分別為淬火+回火、淬火+冷處理+回火，冷處理介質(zhì)為干冰+酒精，將淬火后的試樣快速放入干冰酒精溶液中，保溫1.5h。

表1  0Cr16Ni5Mo鋼的化學成分（質(zhì)量分數(shù)，%）

經(jīng)冷處理前后的0Cr16Ni5Mo馬氏體不銹鋼試樣分別在SINTECH20/G拉伸試驗機上進行力學性能測試；在Quanta650FEG型掃描電鏡上進行顯微組織觀察；在Leica DMI 500M光學顯微鏡下觀察其晶粒大小；在PHLIPS CM200透射電鏡上進行微區(qū)觀察；在D8 ADVANCE型X射線衍射儀上進行物相分析。結(jié)果表明：

（1）0Cr16Ni5Mo鋼經(jīng)淬火+回火、淬火+冷處理+回火熱處理之后，后者可顯著提高材料的強度，約增加5.3%，綜合性能較好，能夠滿足材料的使用性能要求。

（2）0Cr16Ni5Mo馬氏體不銹鋼強度的提高，是由于冷處理使得板條馬氏體組織發(fā)生碎化、位錯纏結(jié)增加及組織轉(zhuǎn)變綜合引起的，而殘留奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體對強度影響相對較小。

（3）0Cr16Ni5Mo鋼經(jīng)冷處理之后，板條馬氏體組織上幾乎無細小合金碳化物出現(xiàn)，其對該鋼的強化影響不大。

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