冷却速度对Fv520B钢马氏体组织的影响阿尔山
冷却速度对Fv520(B)钢马氏体组织的影响
冷却速度对Fv520(B)钢马氏体组织的影响 2011年12月04日 来源: 摘 要:利用膨胀法、金相、XRD法研究了冷却速度对Fv520(B)钢Ms点及其组织的影响。结果表明,Fv520(B)钢具有良好的淬透性,其Ms点为155℃,冷却速度降低,Ms点略有升高。在冷却速度为17.5℃/s~0.03℃/s的范围内,均得到马氏体组织,冷却速度对马氏体组织状态影响不大。关键词:Fv520(B)钢;Ms点;马氏体;显微组织1 前言马氏体时效不锈钢因其具有较高的强度,良好的耐应力腐蚀、晶间腐蚀、点蚀等性能,在化工工业上得到广泛的应用。Fv520(B)钢是在0Cr13钢的基础上,通过添加Cu、Nb、Mo、Ni等合金元素,提高其淬透性;减少Cr的碳化物的晶界析出,提高腐蚀性能;增加时效过程中ε-Cu、NbC、Mo2C等时效相析出来提高强度。在实际应用过程中,了解冷却速度与马氏体转变量、马氏体的组织形态的关系是合理制定热处理制度的关键。本文研究了冷却速度对Fv520(B)钢Ms点及马氏体组织形态的影响。2 试验材料及方法试验用Fv520(B)钢化学成分(质量分数)w(%)为:0.05C,0.40Si,0.80Mn,14.50Cr,5.50Ni,1.80Cu,1.70Mo,0.35Nb,0.007P,0.006S。试料经锻造及锻后退火,加工成3mm×10mm的膨胀试样,相变点的测定是在Formaster-Z全自动膨胀仪上进行的。奥氏体化条件为1050℃×30min,以不同的冷却速度冷却,冷却速度υ(℃/s)为17.5,6,3.5,1.75,0.15,0.06,0.03,测定膨胀量与温度的关系,采用切线法确定相变点[1],利用金相、XRD法进行组织分析。3 试验结果及分析讨论3.1 冷却速度对Ms点的影响试验用钢的CCT曲线如图1所示,可见在本试验条件下均得到马氏体组织,而无其它相变,表明该钢具有良好的淬透性。该钢的Ms点为155℃。按下式计算Cr、Ni当量[2]:Cr当量=(%Cr)+1.5(%Si)+(%Mo)+1.5(%Ti) (1)Ni当量=30(%C+%N)+(%Ni)+0.5(%Mn)+0.7(%Co) (2)该钢的Cr、Ni当量分别为16.8和7.4,按文献[2]的方法,查Cr、Ni当量与Ms点的关系图,可得Ms点为160℃左右,这与我们膨胀法测定的结果相一致。从图1可以看到随冷却速度的降低,Ms点略有升高,原因是在1050℃固溶处理时,碳化物基本溶解,在冷却过程中,冷却速度过慢,有碳化物析出,使奥氏体中碳含量及合金元素含量降低,特别是碳含量的降低,故使Ms点升高。
图1 Fv520(B)钢的CCT曲线
3.2 冷却速度对组织的影响图2为不同冷却速度条件下的金相组织,可见,在不同冷却速度条件下,均得到典型的低碳马氏体组织,随冷却速度的降低,板条马氏体的板条略有粗化,但其影响并不大。XRD分析结果表明,试验用钢室温组织为马氏体+残留奥氏体+极少量的NbC。对残留奥氏体定量分析结果,其量为8.1%,随冷却速度的降低,残留奥氏体量略有降低,这与Ms点的测定结果相一致。
图2 不同冷却速度条件下Fv520(B)钢的金相组织(a)17.5℃/s (b)1.75℃/s (c)0.03℃/s
4 结论Fv520(B)钢具有良好的淬透性,其Ms点为155℃,冷却速度对马氏体组织影响不大,室温残留奥氏体量为8.1%左右。对于一般工件采用空冷即可达到淬火的目的。作者简介:乔桂英(1966—),女,硕士,工程师,主要从事金属材料的研究工作,联系电话:(0335)8057047。作者单位:乔桂英(燕山大学材料科学与化学工程学院,秦皇岛 066004)张克勤(燕山大学材料科学与化学工程学院,秦皇岛 066004)肖福仁(燕山大学材料科学与化学工程学院,秦皇岛 066004)参考文献:[1]林慧国,傅代直.钢的奥氏体转变曲线[M].北京:机械工业出版社,1988:231.[2]魏振宇.某些沉淀硬化不锈钢的金属学问题[J].钢铁,1980,15(2):45~53.(end)
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