0Cr12Mn5Ni4Mo3AL不锈钢热处理工艺研究

第４章热处理工艺对材料的相及组织的影响４．１固溶温度对６．Ｆｅ数量及奥氏体晶粒度的影响

４．１．１对６．Ｆｅ的影响

将试样分别在９５０℃、１０００℃、１０５０℃及１１００℃的盐炉中进行加热，保温４０分钟后于空气中冷却，然后经．７８℃冷处理及５２０。Ｃ回火，磨制后的会相试样用氯化铁盐酸水溶液腐蚀剂进行腐蚀，在４００倍下观察金相组织，结果表明：无论９５０℃，还是１１００℃固溶处理的试样，均难以发现６．Ｆｅ的存在。这４个温度下处理的试样，只能在个别地方能观察到极少量的６．Ｆｅ存在（见图４－１），数量不足１％。其原因可能是冶炼时成份控制的偏差累积造成的，即扩大ｒ相区合金元素如Ｎｉ、Ｍｎ等总量偏上限，而缩小ｒ相区的合金元素如Ｃｒ、Ｍｏ、Ａ１等的总量则偏下限，就可能出现固溶处理后６－Ｆｅ量少于成分设计的预定值。６．Ｆｅ的细小分散，不会对钢的强度带来明显影响。

图４－１１１００＊Ｃ闺溶处理后存在的６．Ｆｅ（箭头所指）

Ｆｉｇ．４－ｌＴｈｅ６－Ｆｅｏｆ１１００＂（２ｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｒ８１ＴＯＷｐｏｉｎｔ）

堕查堡呈三查兰三堡堡圭兰堡丝兰

４．１．２对奥氏体晶粒大小的影响

此钢在不同场合下使用时对奥氏体晶粒度的要求应有所区别，如果用于３００℃以下时奥氏体晶粒应细小为好；当使用温度为４００℃～５００℃或更高时，长时间工作的零件会产生蠕变，这时要求奥氏体晶粒应粗大些，且晶粒大小应均匀一致，这是因为晶界在温度较高且长时间受力下工作易产生滑动而导致宏观变形。通过９５０。Ｃ、１０００℃、１０５０℃及１１００℃×４０分钟固溶处理对晶粒大小的观察表明：９５０℃已开始晶粒不均匀长大，１０００℃时很不均匀，大小差别较大（图４—２）；１０５０℃时，小晶粒逐渐消失，晶粒趋于均匀（图４．３），１１００℃时基本形成均匀的奥氏体晶粒，大小约为４级，少量为５级。一般推荐的固溶处理温度为１０５０℃，晶粒大小为５～６级。１０００℃时则为６～７级。

图４０１０００。Ｃ固溶处理对奥氏体晶粒度大小的影响

Ｆｉｇ．４－２Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆ１０００＊ＣｓｏｌｕｔｉｏｎｏｌｌｔｈｅｓｉｚｅｏｆＡｕｓｔｅｎｉｔｉｃｇｒａｉｎｄｅｇｒｅｅ

图４－３１０５０。Ｃ吲溶处理对奥氏体晶粒度大小的影响

Ｆｉｇ．４－３Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆ１０５０＂Ｃｓｏｌｕｔｉｏｎ０ｎｔｈｅｓｉｚｅｏｆＡｕｓｔｅｎｉｔｉｃｇｒａｉｎｄｅｇｒｅｅ４．２不同冷处理温度对马氏体转变量的影响

冷处理是０Ｃｒｌ２Ｍｎ５Ｎｉ４Ｍ０３Ａｌ钢重要的处理工艺，因为该钢的Ｍ；点略低于０℃，室温下为１００％奥氏体加极少量６一Ｆｅ（ＣＩ—Ｆｅ）。而Ｍｅ点为．９０。Ｃ，一般推荐冷处理的温度为．７８℃，不能使奥氏体完全发生转变，而有很少量的残留。ｘ．射线半定量为８．５％。图４－４为经１０００℃×４０分钟固溶处理、一７８。Ｃ×４小时冷处理及５２０℃×２小时时效处理后的会相组织相片。图４．５为经１０５０℃×４０分钟固溶处理、．７８℃×４小时冷处理及５２０℃×２小时时效处理后的金相组织相片。图４－６为经１１００℃×４０分钟固溶处理、一７８℃×４小时冷处理及５２０℃×２小时时效处理后的金相组织相片。从图４－４金相照片可以看出，马氏体比较细小，残余奥氏体呈小块状；从图４—５金相照片可以看出，马氏体片较图４－４粗大，残余奥氏体块也较大，足以构成软点；从图４－６会相照片可以看出，马氏体更粗大些，残余奥氏体量也更多，并呈串状。三者残余奥氏体量虽然总量小多（约３％～５％，金相法估计），但固溶温度低者少，反之则较多，

图４．４１０００。Ｃ崮溶处理经一７８４Ｃ冷处理（５２０ｘ２小时时效）后对残余奥氏体的影响Ｆｉｇ．４－４Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆ１０００＂ＣｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔＯＢｔｈｅｒｅｍａｉｎｉｎｇＡｕｓｔｅｎｉｔｉｃｏｆ·７８＂Ｃｃｏｌｄ

ｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

图４—５１０５０。｜Ｃ吲溶处理经．７８℃冷处理（５２０ｘ２小时时效）后对残余奥氏体的影响

Ｆｉｇ．４·５Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｌ０５０＂ＣｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｔｈｅｒｅｍａｉｎｉｎｇＡｕｓｔｅｎｉｔｉｃｏｆ－７８。Ｃｃｏｌｄ

ｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

图４－６】】ｏｏ℃同溶处理经－７８℃冷处理（５２０ｘ２小时时效）后对残余奥氏体的影响Ｆｉｇ．４－６Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｌｌ００＂ＣｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｔｈｅｒｅｍａｍｉｎｇＡｕｓｔｅｎｉｔｉｅｏｆ·７８＂Ｃｃｏｌｄ

ｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｃｍｐｅｒａｔｕｒｅ

图４—７－４０℃冷处理对残余奥氏体的影响（１０５０℃×４０Ｍｉｎ）

Ｆｉｇ．４—７Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆ－４０＂ＣｃｏｌｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｒｅｍａｉｎｉｎｇＡｕｓｔｅｎｉｔｉｃ

哈尔滨理丁大学工程硕士学位论文

图４－８．２０℃冷处理对残余奥氏体的影响（１０５０＂ＣＸ４０Ｍｉｎ）

Ｆｉｇ，４－８Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆ一２０＂ＣｃｏｌｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｒｅｍａｉｎｉｎｇＡｕｓｔｅｎｉｔｉｃ

形貌呈块状，不及分散分布者优越。

图４．７为固溶处理温度１０５０℃经一４０℃冷处理后的金相照片，图４－８为吲溶处理温度１０５０℃经．２０℃冷处理后的金相照片，由图４，７、图４．８与图４－４、图４．５、图４－６相比，可见．４０℃和．２０℃冷处理后残余奥氏体较多，块大且连成片，这将导致软硬不均。因而为保证整体各部位性能均匀一致，宜采用－７８℃冷处理。如欲获得不同的强度和硬度时，只宜通过采用不同的时效温度来调整，不宜采用不同的冷处理温度来得到。

４．３时效温度对金相组织的影响

本试验采用了５个时效温度，即４３０℃、４８０℃、５２０℃、５６０℃及５９０℃。会相观察表明，经１０５０℃×４０分钟固溶处理及．７８。Ｃ×４小时冷处理后，不同温度时效后的令相组织看不出明显差别，图４－９系经５２０℃时效后的会相照