高碳馬氏體不銹鋼8Cr13MoV球化退火過程中碳化物的演變
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
瀏覽：0
高碳馬氏體不銹鋼具有較高的硬度、強度和良好的耐磨、耐腐蝕性，主要用于刀剪制品、閥門和結構件等。8Cr13MoV鋼是新近研發(fā)的高碳馬氏體不銹鋼，與7Cr17和9Cr18相比鉻含量有所降低，加入了Mo、V提高其抗回火穩(wěn)定性，一般用于高端刀剪的生產(chǎn)。鍛態(tài)和熱軋態(tài)的8Cr13MoV鋼在室溫狀態(tài)下即具有馬氏體組織，硬度大并且韌性較差，所以在后續(xù)加工前需要進行球化退火。本工作以8Cr13MoV鋼為研究對象，探索球化退火整個過程中碳化物的行為演變，為該鋼種的球化退火工藝進一步提供詳實參考和技術支持。
試驗材料采用8Cr13MoV鋼鍛件，規(guī)格為Φ30mm×1000mm棒材。然后加工成Φ30mm×30mm的圓柱形退火試樣備用。試驗鋼的成分為（質量分數(shù)，%）：C0.775，Cr14.68，Mo0.213，Mn0.458，Si0.333，V0.182，Ni0.157，P0.031，S0.004，F(xiàn)e余量，Ac1點溫度約840℃。
退火試驗采用箱式電阻爐。試樣放入爐內(nèi)隨爐升溫，在800℃保溫30min，然后繼續(xù)升溫到860℃保溫90min，再冷卻到750℃保溫90min，最后以25℃/h緩冷到600℃出爐空冷。共計14個試樣，1個作為空白試樣，其他放入爐內(nèi)進行球化處理，間隔一段時間取出一個試樣立即水淬處理，具體取樣時間見表1。
表1 球化退火工藝參數(shù)
|
工藝
|
樣號
|
取樣時間/min
|
取樣階段
|
取樣溫度/℃
|
|
升溫過程
|
1
|
0
|
未加熱
|
0
|
|
2
|
30
|
加熱
|
330
|
|
|
3
|
50
|
加熱
|
520
|
|
|
4
|
80
|
800℃保溫開始
|
800
|
|
|
等溫過程
|
5
|
110
|
800℃保溫30min
|
800
|
|
6
|
165
|
800℃保溫45min
|
860
|
|
|
7
|
210
|
800℃保溫90min
|
860
|
|
|
8
|
240
|
750℃保溫開始
|
750
|
|
|
9
|
285
|
750℃保溫45min
|
750
|
|
|
10
|
330
|
750℃保溫90min
|
750
|
|
|
降溫過程
|
11
|
450
|
降溫120min
|
701
|
|
12
|
510
|
降溫180min
|
676
|
|
|
13
|
570
|
降溫240min
|
651
|
|
|
14
|
690
|
降溫360min
|
600
|
球化退火后，試樣加工成12mm×12mm×5mm的金相試樣，用BUKEI MLA250掃描電子顯微鏡觀察顯微組織，用Image圖像處理軟件對碳化物進行統(tǒng)計。選取部分試樣采用碳復型方法萃取碳化物析出相，利用透射電子顯微鏡電子衍射分析方法對碳化物類型進行標定。結果表明：
（1）鍛態(tài)組織中存在著M3C、M23C6和M7C3類型的碳化物。球化退火過程中，M3C很快轉變?yōu)镸23C6，M7C3則一直未發(fā)生類型轉變。升溫階段，組織中馬氏體直接分解析出M23C6，沒有M3C→M23C6的轉變過程。
（2）整個退火過程中，析出碳化物均為M23C6型。緩冷階段降溫180min后組織中碳化物已基本不發(fā)生變化，可進一步提高冷卻速率。