固溶與時(shí)效對(duì)0Cr21Ni6Mn9N含氮奧氏體不銹鋼組織的影響
時(shí)間:2019-06-13
作者:無錫不銹鋼板
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0Cr21Ni6Mn9N(簡(jiǎn)稱21-6-9)鋼是一種用氮強(qiáng)化的鉻鎳錳系奧氏體無錫不銹鋼,,具有強(qiáng)度高,、塑韌性好等優(yōu)點(diǎn),,且可以通過以氮代鎳來穩(wěn)定奧氏體組織,,在航空發(fā)動(dòng)機(jī)油管方面具有應(yīng)用潛力,。21-6-9無錫不銹鋼依靠氮的固溶強(qiáng)化作用使其屈服強(qiáng)度達(dá)到傳統(tǒng)1Cr18Ni9無錫不銹鋼的2倍,,通過應(yīng)變強(qiáng)化還可獲得更高的強(qiáng)度(達(dá)到2000MPa以上)。
目前,,圍繞該鋼的研究主要集中在氫脆及性能等方面,,而對(duì)其組織的研究并不多。21-6-9無錫不銹鋼管材通常采用多次冷拔加工成型,,為消除加工硬化及殘余應(yīng)力,,每?jī)纱卫浒沃g需進(jìn)行熱處理。21-6-9不銹鋼在熱處理過程中易析出碳化物,、σ相等,,會(huì)導(dǎo)致其塑韌性降低,脆性增大,。因此,,研究21-6-9不銹鋼在熱處理過程中的組織變化規(guī)律對(duì)21-6-9不銹鋼管成型工藝的制定具有重要意義。
試驗(yàn)用材料是國(guó)產(chǎn)冷拔21-6-9含氮奧氏體不銹鋼管,,規(guī)格為Φ6mm,,化學(xué)成分如表1所示。將21-6-9不銹鋼冷拔管切割成為Φ6mm×10mm的試樣,,在箱式電阻爐中采用到溫進(jìn)料的方式進(jìn)行熱處理?,F(xiàn)將冷拔管材分3組進(jìn)行1100℃固溶處理,保溫時(shí)間為60min,,冷卻方式為水冷,;然后將3組固溶后試樣分別做如下處理:第1組固溶試樣不做任何處理;第2組固溶試樣進(jìn)行650℃時(shí)效處理,;第3組固溶試樣進(jìn)行850℃時(shí)效處理,。時(shí)效時(shí)間均為60min,冷卻方式為空冷。
表1 0Cr21Ni6Mn9N無錫不銹鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)%)
C
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Mn
|
P
|
S
|
Si
|
Ni
|
Cr
|
N
|
≤0.045
|
8.00~10.0
|
≤0.035
|
≤0.05
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≤1.00
|
5.5~8.0
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19~21.5
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0.2~0.36
|
對(duì)不同熱處理的21-6-9無錫不銹鋼管進(jìn)行軸向鑲嵌,,表面磨光拋平,,然后置于電解液中進(jìn)行恒壓電解腐蝕,在XJP-6A型光學(xué)顯微鏡下觀察晶粒的形狀,、孿晶的變化及第二相的析出,。采用截線法測(cè)量平均晶粒尺寸;利用D8型X射線衍射儀(XRD)測(cè)熱處理過程中相組成的變化,,并用Jade軟件和PDF卡片的組合對(duì)析出相衍射峰進(jìn)行分析,。
試驗(yàn)結(jié)果表明:0Cr21Ni6Mn9N鋼冷拔管經(jīng)1100℃固溶處理后,晶粒尺寸變大,,孿晶數(shù)量增多且層厚增加,,晶界及晶粒均很清晰,無任何析出物,;經(jīng)固溶及650℃時(shí)效處理后,,晶粒尺寸與固溶態(tài)的相差不大,但晶界上有大量黑色粒狀M23C6相析出,;經(jīng)固溶及850℃時(shí)效處理后,,出現(xiàn)大晶粒吞并小晶粒的現(xiàn)象,晶粒發(fā)生了二次長(zhǎng)大,,且晶界處的M23C6相數(shù)量較650℃時(shí)效的有所減少,。