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??蒲腥藛T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條件下,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厚板材作為試驗用料。試驗鋼的化學(xué)成分如表1所示。
表1 試驗鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)
編號 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Cr |
Ni |
Ti |
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 |
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 |
對試驗鋼主要采用固溶處理,研究經(jīng)不同溫度和時間固溶處理后試驗鋼的性能變化規(guī)律。將熱處理后的試驗鋼按照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)。
?。?)試驗鋼在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℃。