TGOG13Cr_1超级马氏体不锈钢的组织和性能
马氏体不锈钢的组织与性能研究
马氏体不锈钢的组织与性能研究马氏体不锈钢是一种具有高强度、耐腐蚀性能的金属材料。
它广泛应用于船舶、化工、石油、食品等领域，并成为现代工业发展中不可或缺的材料之一。
本文将对马氏体不锈钢的组织与性能进行详细介绍。
一、马氏体的形成机制马氏体不锈钢是通过加热和快速冷却的过程中形成的，这一过程被称为淬火。
淬火过程中，钢材中的奥氏体结构被急剧冷却，形成马氏体组织。
马氏体的形成取决于钢材中的合金元素和淬火速度。
一般来说，低合金马氏体钢的淬火速度要比高合金马氏体钢的淬火速度快，因此低合金马氏体钢通常用于制造刀具等高强度场合的工具材料。
二、马氏体不锈钢的组织与性能1. 组织特点马氏体不锈钢的组织特点是由钢材中的合金元素和淬火速度所决定的。
一般来说，马氏体不锈钢的组织主要包括针状马氏体、板条状马氏体和双相（马氏体+奥氏体）等。
针状马氏体由于针状晶粒的高密度使得这种组织的材料具有更高的强度和耐磨性，但塑性和韧性较低；板条状马氏体的强度和塑性韧性相对调和，因此在一些场合中更加适合使用；双相组织强度和韧性均较高，但耐磨性较差。
2. 耐腐蚀性马氏体不锈钢的耐腐蚀性是其在很多工业领域中广泛应用的关键性能。
一般来说，此类材料中的合金元素能够增加其对腐蚀的抵抗力，其中钼和铬是马氏体不锈钢中最常见的合金元素。
双相组织的马氏体不锈钢具有更好的耐腐蚀性能，主要是因为其中同时包含马氏体和奥氏体，在化学反应中始终保持一种平衡的状态。
3. 力学性能马氏体不锈钢的力学性能主要取决于其组织结构，包括强度、韧性、塑性和硬度等指标。
针状马氏体的马氏体不锈钢通常具有较高的硬度和耐磨性，塑性和韧性较低；板条状马氏体不锈钢强度和韧性均较好，塑性稍差；双相组织的马氏体不锈钢具有较好的塑性和韧性，并能维持较高的强度。
三、马氏体不锈钢的应用马氏体不锈钢的应用范围广泛，包括但不限于下列领域：1. 食品加工业食品加工中常用的不锈钢材料（特别是在酸奶、红酒、啤酒等过程中）需要具有良好的耐腐蚀性和卫生性，因此马氏体不锈钢广泛应用于食品工业。
超级马氏体不锈钢
超级马氏体不锈钢
1.何为超级马氏体不锈钢？
在传统马氏体不锈钢的基础上，通过降低碳含量（最高0.07%），增加镍（3.5%~6.5%）和钼（1.5%~2.5%）的含量，基体金属显微组织为回火马氏体的不锈钢称为超级马氏体不锈钢（Supermartensitic Stainless Steel 简称 SMSS）
2.机械性能
可焊接性好，强度高，低温韧性好；由于含碳量低，相当于提高了基体金属中含铬量的比例，所以耐腐蚀性好。
具体如下：
屈服强度：550~850MPa；抗拉强度：780-1000MPa
冲击强度：>50J；延伸率：>12%
3.焊接性能
超级马氏体不锈钢焊接性能比传统马氏体不锈钢好，可以采用常规的焊接工艺实施焊接。
诸如气体保护金属极电弧焊（GMAW或SMAW），气体保护钨电弧焊（GTAW），埋弧焊（SAW）和励磁线圈电弧焊（FAW）。
（1）对于环缝焊接可以使用GMAW和SAW，直缝焊大多数使用SAW或激光焊。
激光焊对生产直缝焊管是一种经济的焊接方法，由于冷却速度快，在焊缝中可以获得全马氏体显微组织，从而得到很好的韧性和满意的耐蚀性；
（2）低碳低氮超马氏体不锈钢可以在焊接状态下使用，必要时可以施以焊后热处理，以获得较低的硬度和更好的韧性。
4.应用领域
可以应用于泵、压缩机、阀门及其它机加工用途外，海洋钢用无缝管和输送管道；此外，超级马氏体不锈钢在水力发电、采矿设备、化工设备、食品工业、交通运输及高温纸浆生产设备等也极具应用潜力。
超级马氏体不锈钢的拉伸性能及断裂行为分析
超级马氏体不锈钢的拉伸性能及断裂行为分析超级马氏体不锈钢是一种重要的结构材料，具有优异的强度和耐腐蚀性能。
本文将对超级马氏体不锈钢的拉伸性能及断裂行为进行深入分析。
1. 拉伸性能拉伸性能是评价材料力学性能的重要指标之一，它反映了材料在受力下的变形和破坏行为。
超级马氏体不锈钢在拉伸过程中展现出以下几个重要的性能特点：1.1 高强度超级马氏体不锈钢由于其中具有大量的马氏体组织，其晶格结构具有良好的应变硬化能力。
这种应变硬化能力使得超级马氏体不锈钢的抗拉强度得到显著提升，远超其他不锈钢并接近高强度钢材。
这使得超级马氏体不锈钢在工程领域具有广泛的应用潜力。
1.2 良好的韧性尽管超级马氏体不锈钢具有高强度，但其韧性也是十分出色的。
在拉伸试验中，即使在破坏之前，该材料也可以经历较大的塑性变形。
这种良好的韧性使超级马氏体不锈钢具有较好的抗冲击能力，并能够抵御外部载荷的影响。
2. 断裂行为断裂行为是材料力学性能研究的关键内容之一，它能够揭示材料在受力过程中的破坏方式和机制。
2.1 断裂方式超级马氏体不锈钢在拉伸过程中主要表现出塑性断裂行为。
在拉伸试验中，超级马氏体不锈钢会发生显著的塑性变形，但在超过其极限强度后，会发生破坏。
通常，断裂面呈现出典型的韧性断裂形貌，存在明显的韧窝和颗粒状断口。
2.2 断裂机制超级马氏体不锈钢的断裂机制主要取决于其显微组织的特点和应变率。
2.2.1 加工硬化超级马氏体不锈钢在冷加工过程中会发生加工硬化现象。
加工硬化导致材料中的位错密度增加，晶界的断裂难度增加，从而提高了超级马氏体不锈钢的断裂强度。
2.2.2 马氏体转变马氏体转变是超级马氏体不锈钢独特的断裂机制之一。
在受到外力的作用下，马氏体相可能经历相变，从而导致材料受力过程中发生剧烈的局部变形，进而加剧材料的应变和破坏。
2.2.3 局部脆化超级马氏体不锈钢中存在一定的残余奥氏体相，而奥氏体相在一定条件下可能发生局部脆化。
当局部应力集中时，奥氏体相会成为断裂活性位点，并促使裂纹的扩展，加速材料的破坏。
马氏体不锈钢的基本介绍与主要性能
马氏体不锈钢的基本介绍与主要性能一、基本概念：不锈钢是一种合金钢，其中铁是主要基体，其中铬是最主要的合金元素，其含量一般在10.5%以上。
马氏体不锈钢是由固溶体中变成马氏体的纯铁或铁合金，其中包括奥氏体钢、奥氏体-铁素体不锈钢和奥氏体-铁素体-马氏体不锈钢。
马氏体不锈钢由于其具有良好的机械性能和耐蚀性，被广泛应用于不锈钢制品。
二、组织结构：三、合金设计：合金设计是控制马氏体不锈钢组织结构的关键因素之一、合金设计通常包括以下几个方面：1.铬的含量：铬是马氏体不锈钢中最重要的合金元素之一，其含量越高，耐蚀性越好，但对耐热性和韧性的要求也越高。
2.镍的含量：镍的添加可以提高马氏体不锈钢的抗腐蚀能力和强度，但同时也会增加成本。
3.碳的含量：碳的含量对马氏体不锈钢的硬度和强度有重要影响，但过高的碳含量会降低耐腐蚀性能。
4.其他合金元素：如钼、锰、钛等，可以通过合适的含量添加来改善马氏体不锈钢的特性。
四、主要性能：1.耐腐蚀性能：马氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，能够在酸、碱、盐和气体等腐蚀介质中保持较好的稳定性。
这得益于马氏体不锈钢中铬元素的高含量和其与氧气生成的致密氧化膜。
2.强度和韧性：马氏体不锈钢具有良好的强度和韧性，能够在高应力和高温环境下保持稳定性。
这得益于马氏体的高硬度和铁素体的高韧性。
3.磨损性能：马氏体不锈钢具有优异的抗磨损性能，能够在磨擦和摩擦磨损环境中保持较好的稳定性。
这得益于马氏体的高硬度和铁素体的高韧性。
总结起来，马氏体不锈钢是一种具有良好耐蚀性、强度和韧性的合金钢材料。
合金设计是控制马氏体不锈钢组织结构和性能的关键因素之一、在实际应用中，可以根据具体需求选择适合的马氏体不锈钢材料。
超级13Cr马氏体不锈钢抗SSC性能研究
超级13Cr马氏体不锈钢抗SSC性能研究SSC Resistance of Super13Cr M art ensit ic Stainless Steel吕祥鸿1,赵国仙1,王 宇1,张建兵1,谢凯意2(1西安石油大学,西安710065;2衡阳华菱钢管有限公司,湖南衡阳421001) LU Xiang-hong1,ZH AO Guo-x ian1,WANG Yu1,ZH ANG Jian-bing1,XIE Ka-i y i2(1Xi an Shiyou Univ er sity,Xi an710065,China;2H eng yangValin M PM Co.,Ltd.,H eng yang421001,H unan,China)摘要:采用四点弯曲实验方法、电化学测试技术及扫描电子显微镜(SEM)等分析手段研究了超级13Cr马氏体不锈钢在模拟工况和标准工况中的H2S应力腐蚀开裂(SSC)行为。
结果表明:超级13Cr马氏体不锈钢在标准工况条件下具有很高的SSC敏感性,裂纹起源于表面点蚀坑处,H2S腐蚀性气体的存在及Cl-浓度的增加显著降低超级13Cr马氏体不锈钢的点蚀电位,明显增加超级13Cr马氏体不锈钢的SSC敏感性;在模拟工况条件下,超级13Cr发生SSC的敏感性降低,没有发生开裂现象。
关键词:超级13Cr马氏体不锈钢;四点弯曲实验;应力腐蚀开裂;点蚀电位中图分类号:T G172.8 文献标识码:A 文章编号:1001-4381(2011)02-0017-05Abstract:H2S stress cor rosio n cracking(SSC)behav io r of super13Cr martensitic stainless steel at the simulated and standard environments has been studied w ith fo ur-po int bent test,electrochem ical measur em ent as w ell as Scanning Electro n Microscopy(SEM)analysis m ethods.T he results show that the super13Cr martensitic stainless steel behav es a hig h SSC susceptibility at the standard env-i r onm ents,and the cracks stem from surface corro sion pits because of the o ccurrence of H2S and Cl-making the pitting po tential o f super13Cr m ar tensitic stainless steel decreased sig nificantly.W hile at the sim ulated env ir onm ents,the SSC susceptibility of super13Cr martensitic stainless steel decr eased, and no cracks are found on the surface of the test specim en.Key words:super13Cr m ar tensitic stainless steel;four-point bent test;str ess cor rosion cracking;pit-ting potential随着CO2腐蚀日益成为阻碍油田继续开发的主要障碍,耐蚀性能良好的13Cr马氏体不锈钢在油田的应用逐渐广泛起来。
超级马氏体不锈钢的焊接性能及焊接接头性能评估
超级马氏体不锈钢的焊接性能及焊接接头性能评估超级马氏体不锈钢是一种新型高强度、高载荷材料，具有优异的耐腐蚀性和抗疲劳性能。
然而，由于其特殊的化学成分和微观组织结构，超级马氏体不锈钢在焊接过程中面临一些挑战。
因此，对其焊接性能和焊接接头的评估显得十分重要。
本文将深入探讨超级马氏体不锈钢的焊接性能以及焊接接头的性能评估。
一、超级马氏体不锈钢的焊接性能1. 焊接工艺参数的优化焊接工艺参数的选择对超级马氏体不锈钢的焊接质量和性能具有重要影响。
在选择合适的工艺参数时，应考虑材料的热导率、冷却速度、热收缩等因素。
通过优化焊接工艺参数，可以降低热影响区的硬化程度，减少残余应力的产生，提高焊接接头的强度和韧性。
2. 焊接缺陷的控制超级马氏体不锈钢在焊接过程中容易出现一些缺陷，如热裂纹、氩气孔、夹渣等。
为了控制这些缺陷的生成，焊接操作应注意控制焊接速度、焊接电流和焊接电压等参数，并保证焊接接头的净化度和干燥度。
此外，适当的预热和后热处理也是控制焊接缺陷的有效手段。
3. 焊缝金属的性能焊缝金属的性能对超级马氏体不锈钢的焊接接头性能具有重要影响。
焊缝金属的组织结构和化学成分应与母材相匹配，以保证焊缝金属与母材之间的强度和耐腐蚀性能的一致性。
此外，选择合适的填充料和焊接材料也是提高焊缝金属性能的关键。
二、焊接接头性能评估1. 强度测试强度测试是评估焊接接头性能的一项重要指标。
可以通过拉伸试验、冲击试验和硬度测试等方法来评估焊接接头的强度。
这些测试可以提供关键的力学性能数据，用于衡量焊接接头在拉伸、冲击和压缩等加载情况下的稳定性和可靠性。
2. 耐腐蚀性能测试超级马氏体不锈钢广泛应用于腐蚀环境中，因此其焊接接头的耐腐蚀性能评估非常重要。
常用的耐腐蚀性能测试方法包括浸泡试验、电化学测试和盐雾试验等。
这些测试可以评估焊接接头在不同腐蚀介质中的耐腐蚀性能，并制定相应的措施来提高其耐腐蚀性能。
3. 微观组织分析微观组织分析是评估焊接接头性能的一种重要方法。
超级马氏体不锈钢的阻尼特性及其相关研究
超级马氏体不锈钢的阻尼特性及其相关研究超级马氏体不锈钢（SMSS）是一种新型的高强度、高阻尼合金材料，在结构工程领域中具有广泛的应用前景。
其独特的组织结构和力学性能使其在地震、冲击和风-load中表现出卓越的性能。
本文将对超级马氏体不锈钢的阻尼特性及其相关研究进行探讨。
首先，我们来了解一下超级马氏体不锈钢的基本特性。
超级马氏体不锈钢具有极高的屈服强度和塑性延展性，这使其具备了较好的抗震和吸能能力。
其组织结构主要由奥氏体、马氏体和残余奥氏体相组成。
在应力加载过程中，马氏体相会发生相变，从而吸收能量并提供高阻尼效果，大大降低结构的振动幅度。
研究表明，超级马氏体不锈钢具有良好的阻尼特性。
通过控制材料的成分和热处理工艺，可以调节超级马氏体不锈钢的阻尼特性。
例如，提高马氏体的体积分数可以增加阻尼特性。
此外，通过调节奥氏体和马氏体的相互作用，也可以实现阻尼特性的改变。
这些研究为超级马氏体不锈钢的性能优化提供了理论依据。
在实际应用中，超级马氏体不锈钢的阻尼特性在结构减震和抗冲击领域发挥了重要作用。
在地震活跃区域，采用超级马氏体不锈钢作为结构材料能够有效地减小地震对结构的破坏程度，并保护人员的生命财产安全。
此外，在交通运输和航空领域，超级马氏体不锈钢的阻尼特性也可以用于减少结构的振动和冲击，提高载荷的传递效率和流体动力特性。
除了阻尼特性，超级马氏体不锈钢的相关研究还包括材料强度、韧性、疲劳性能等方面。
这些性能指标是评价超级马氏体不锈钢在实际应用中性能的关键因素。
目前，研究人员正在通过优化材料的成分和热处理工艺，进一步提高超级马氏体不锈钢的性能，并为其在结构工程领域中的应用提供更广泛的选择。
综上所述，超级马氏体不锈钢作为一种新型的高强度、高阻尼合金材料，在结构工程领域具有重要应用前景。
它的独特组织结构和力学性能使其具备了出色的抗震、减震和抗冲击能力。
研究表明，通过调节材料的成分和热处理工艺，可以有效改善超级马氏体不锈钢的阻尼特性。
不同热处理对超级马氏体不锈钢组织和性能的影响
不同热处理对超级马氏体不锈钢组织和性能的影响不同热处理对超级马氏体不锈钢组织和性能的影响超级马氏体不锈钢是在传统马氏体不锈钢基础上将碳含量严格控制在0.03%以下，并且提高镍含量的一种新型马氏体不锈钢。
相对于传统的低碳马氏体不锈钢，超级马氏体不锈钢不但具有良好的塑韧性与较高的强度和硬度，而且具有较高的断裂韧性、水下疲劳强度以及抗磨蚀等性能。
马氏体不锈钢经过正火后，能够得到板条马氏体，并经一定温度回火后，进一步得到回火马氏体能够明显影响与改善材料的综合性能。
前人研究超级马氏体不锈钢在1050℃正火并且在500℃-700℃间回火，只关注其微观组织与力学性能，并未研究其抗磨蚀。
研究对超级马氏体不锈钢00Cr13Ni4Mo进行正火后一次回火并且选取部分温度进行二次回火，对8种不同热处理下材料的硬度，冲击韧性与抗磨蚀性能关系进行了详细探讨与研究。
超级马氏体不锈钢在550℃-650℃回火后，会产生逆变奥氏体，其在透射电镜下呈黑色长条与块状，经常分布在马氏体板条边界以及奥氏体晶界处，长度为102nm-103nm，宽约为100nm。
逆变奥氏体会降低材料的强度和硬度，增加韧性。
当一次回火温度达到700℃时，逆变奥氏体附近富集的Ni元素扩散程度增加，Ni的偏析降低，冷却过程中逆变奥氏体转变为新生马氏体，材料中几乎不存在逆变奥氏体，所以硬度升高。
00Cr13Ni4Mo不锈钢在500℃-700℃范围一次回火后，随着温度上升硬度值呈先降后升。
二次回火较同温度一次回火后硬度普遍下降。
在500℃-700℃范围一次回火后韧性呈先升后降；二次回火处理对于钢的韧性影响较小。
00Cr13Ni4Mo不锈钢的累积失重量曲线呈类抛物线型，随时间的增加累积失重量增大，累积失重率不断降低。
根据材料磨蚀规律可知，对于两体磨损来说，材料硬度的高低决定了其耐磨性的优劣。
因此，超级马氏体不锈钢的抗磨蚀性与材料硬度之间关系紧密，通常材料的硬度越高，其累积失重量越低，抗磨蚀性越好。
马氏体不锈钢的钢号化学成分和性能特点
马氏体不锈钢的钢号化学成分和性能特点马氏体不锈钢是一种具有优异耐腐蚀性和机械性能的不锈钢材料，其主要成分是铁、铬、镍以及其他合金元素。
马氏体不锈钢有许多不同的钢号，每种钢号具有不同的化学成分和性能特点。
以下是几种常见的马氏体不锈钢的钢号、化学成分和性能特点。
1.1Cr17Ni2(201)不锈钢：-化学成分：C≤0.15，Si≤1.00，Mn≤5.50，P≤0.060，S≤0.030，Ni：1.0-1.5，Cr：16.0-18.0-性能特点：具有耐腐蚀性好、耐光泽性佳、加工塑性差等特点，适用于制作易锈蚀、耐酸性要求不高的零部件。
2.1Cr18Ni9(302)不锈钢：-化学成分：C≤0.15，Si≤1.00，Mn≤2.00，P≤0.045，S≤0.030，Ni：8.0-10.0，Cr：17.0-19.0-性能特点：具有良好的耐热性、耐腐蚀性和可焊性，适用于制作高温、高压下工作的零部件和化学工业设备。
3.1Cr17Ni7(301)不锈钢：-化学成分：C≤0.15，Si≤1.00，Mn≤2.00，P≤0.045，S≤0.030，Ni：6.0-8.0，Cr：16.0-18.0-性能特点：具有良好的延展性、耐腐蚀性和耐磨性，适用于制作紧固件、扣件、弹簧和刀具等。
4.2Cr13(420)不锈钢：-化学成分：C：0.16-0.25，Si≤1.00，Mn≤1.00，P≤0.040，S≤0.030，Cr：12.0-14.0-性能特点：具有优异的耐腐蚀性、抗磨性和耐高温性，适用于制作刀具、模具和化工设备等。
5.3Cr13(420J2)不锈钢：-化学成分：C：0.26-0.35，Si≤1.00，Mn≤1.00，P≤0.040，S≤0.030，Cr：12.0-14.0-性能特点：具有优异的硬度、耐磨性和抗腐蚀性，适用于制作刀具、模具和医疗器械等。
1.耐腐蚀性：马氏体不锈钢具有优异的耐腐蚀性，能够抵抗大多数酸、碱和盐水的侵蚀，适用于海洋环境和化工领域。
马氏体的性能
（4）马氏体转变 量的影响
随M量的增加 SV增大，但当M的 体积份数f大于 0.27后，SV不再随 f增大。
V —每一片M的平均体积；
NV—单位体积中M片的数目。
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（5）马氏体 片长度的影响
SV 随 M 片 长 度（即片的最 大尺寸）的增 大而升高。
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2、减少显微裂纹的途径
孪晶亚结构对强度有一附加的贡献，C%相同时， 孪晶M的硬度与强度略高于位错M的硬度与强度，且 C%增高，孪晶亚结构对M强度的贡献增大。
原A晶粒大小和M群的大小对M的强度也有一定的 影响，
σ0.2=608+69dγ-1/2
σ0.2=449+60dαˊ-1/2 单位 ：Mpa;
其中dγA晶粒的平均直径；dαˊM板条群的平均直径
七、马氏体的性能
通过淬火得到马氏体是强化钢制工件的重要手段。 在淬成马氏体后，虽然还要根据需要重新加热到不同 温度进行回火，但回火后所得的性能在很大程度上仍 决定于淬火所得的马氏体的性能，因此，有必要对马 氏体的性能进行了解。
对于一个结构件来说，重要的不仅仅是硬度和强 度，而是硬度、强度与塑性、韧性的配合。因此有必 要对马氏体的强度和韧性作全面的了解。
当C%超过0.4%后，由于碳原子靠得太近，使相 邻碳原子所造成的应力场相互重迭，以致抵消而降低 了强化效应。
合金元素也有固溶强化作用，相对碳来说要小很
多，据估计，仅与合金元素对F的固溶强化作用大致相
当。
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（3）时效强化
理论计算得出，在 室温下只要几分钟甚至 几秒钟即可通过C原子扩 散而产生时效强化，在60℃以上， 时效就能进 行发生碳原子偏聚现象， 是M自回火的一种表现， C原子含量越高时效强化 效果越大。
增强型13Cr不锈钢经不同工艺调质后的显微组织和力学性能
增强型13Cr 不锈钢经不同工艺调质后的显微组织和力学性能李亮,李云龙,李记科,张鸿博,杨力能(中国石油天然气集团公司管材研究所,西安710065)摘 要:采用物相分析、组织观察、冲击和拉伸试验等方法研究了增强型13Cr 不锈钢经三种不同工艺调质后的显微组织和力学性能,确定了最佳的调质工艺。
结果表明:随着调质淬火温度的升高,试验钢的强度和伸长率逐渐下降,而冲击功则先升高再下降;试验钢经1000℃×2h 空冷+600℃×2h 空冷的工艺调质后,其抗拉强度为787M Pa ,屈服强度为746M Pa ,伸长率为26%,冲击功为192J ,达到了A PI 5CT 标准要求;在上述调质工艺处理后,试验钢形成了以板条马氏体为基体、残余奥氏体弥散分布于晶界的显微组织。
关键词:热处理工艺;力学性能;残余奥氏体;13Cr 不锈钢中图分类号:T G 142.7 文献标志码:A 文章编号:100023738(2010)022*******Microstructure and Mechanical Properties of Enhanced 13Cr StainlessSteel after Different Q uenching and T empering T reatmentsL I Liang ,L I Yun 2long ,L I Ji 2ke ,ZHANG H ong 2bo ,YANG Li 2neng(Tubular G oods Research Center of CN PC ,Xi ’an 710065,China )Abstract :The microstructure and mechanical properties of enhanced 13Cr stainless steel treated by threedifferent quenching and tempering processes were studied by microstructure observation ,phase analysis ,impact and tensile tests.The best quenching and tempering process was determined.The results show that the tensile strength and elongation of tested steel decreased gradually with the increase of quenching and tempering temperature ,however ,the impact toughness increased first and decreased later.After the quenching and tempering process of 1000℃AC and 600℃AC ,the tested steel had good mechanical properties (R m =787MPa ,R p0.2=746MPa ,A =26%,A k =192J )which reached the requirement of API 5CT.The microstructure of the steel treated with the process was lath martensite as matrix with retained austenite distributed along the boundaries.K ey w ords :heat treatment ;mechanical property ;retained austenite ;13Cr stainless steel0 引 言随着超深、超斜、高含硫油气井的开发,油井管的服役条件变得越来越苛刻,这对油井管材料提出了越来越高的要求。
马氏体不锈钢的性能及焊接特点
马氏体不锈钢1Cr13，2Cr13，3Cr13，4Cr13、1Cr11MoV、1Cr12WMoV。
▶概述1、马氏体不锈钢具有一般抗腐蚀性能，因加入镍、钼、钨、钒等合金元素，除具有一定的耐腐蚀性能，还具有较高的高温强度及抗高温氧化性能，马氏体不锈钢可以通过热处理对其性能进行调整，是一类可硬化的不锈钢，1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13是最典型牌号，主要用于大气、海水及硝酸等条件下的产品，有一定的强度，应用非常广泛。
从化学成分看，四个牌号的Cr元素平均含量都在11.5~18.0%以上，决定了其基本的耐蚀性能，由于镍含量很小，内部组织转成马氏体，呈有磁性。
从1Cr13到4Cr13，含碳量逐渐升高，强度随之提高，而塑性和韧性则相应下降。
从热处理制度看，1Cr13、2Cr13和3Cr13可勉强归为一类，4Cr13则不同，含碳量不同，其金相组织也不同，热处理方法也不同。
材料代用的时候，要充分考虑到这个因素。
2、1Cr11MoV系马氏体耐热不锈钢具有较高的热强性，良好的减震性及组织稳定性。
此外，其线胀系数小、对回火脆化不敏感，是一种良好的叶片材料。
该钢可进行氮化处理，提高表面耐磨性。
3、1Cr12WMoV 有较高的热强性、良好的减征性及组织稳定性。
用于透平叶片、紧固件、转子及轮盘等。
常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。
这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。
中国自1952年开始生产耐热钢。
以后研制出一些新型的低合金热强钢，从而使珠光体热强钢的工作温度提高到600~620℃;此外，还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。
▶化学成分%▶力学性能▶焊接特点>>含碳量高的马氏体不锈钢焊缝和热影响区的淬硬倾向特别大，焊接接头在空冷条件下便可得到硬脆的马氏体，在焊接拘束应力和扩散氢的作用下，很容易出现焊接冷裂纹。
马氏体不锈钢的基本介绍与主要性能
马氏体不锈钢的基本介绍与主要性能马氏体不锈钢是指在室温下保持马氏体显微组织的一种铬不锈钢。
通常情况下，马氏体不锈钢比奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢具有更高的强度，可通过热处理进行强化，具有良好的力学性能和高温抗氧化性。
该钢种在大气、水和弱腐蚀介质如加盐水溶液、稀硝酸及某些浓度不高的有机酸，在温度不高的情况下均有良好的腐蚀介质。
但该钢种不耐强酸，如硫酸、盐酸、浓硝酸等的腐蚀，常用于水、蒸汽、油品等弱腐蚀性介质。
由于铬不锈钢可通过热处理强化，因此为了避免强度过高产生脆性，应采用正确的热处理工艺。
基本介绍标准的马氏体不锈钢是：403、410、414、416、416(Se)、420、431、440A、440B和440C 型，这些钢材的耐腐蚀性来自“铬”，其范围是从11.5至18%，铬含量愈高的钢材需碳含量愈高，以确保在热处理期间马氏体的形成，上述三种440型不锈钢很少被考虑做为需要焊接的应用，且440型成份的熔填金属不易取得。
标准马氏体钢材的改良，含有类如镍、钼、钒等的添加元素，主要是用于将标准钢材受限的容许工作温度提升至高于1100K，当添加这些元素时，碳含量也增加，随着碳含量的增加，在焊接物的硬化热影响区中避免龟裂的问题变成更严重。
性能马氏体不锈钢能在退火、硬化和硬化与回火的状态下焊接，无论钢材的原先状态如何，经过焊接后都会在邻近焊道处产生一硬化的马氏体区，热影响区的硬度主要是取决于母材金属的碳含量，当硬度增加时，则韧性减少，且此区域变成较易产生龟裂、预热和控制层间温度，是避免龟裂的最有效方法，为得最佳的性质，需焊后热处理。
马氏体不锈钢是一类可以通过热处理（淬火、回火）对其性能进行调整的不锈钢，通俗地讲，是一类可硬化的不锈钢。
这种特性决定了这类钢必须具备两个基本条件：一是在平衡相图中必须有奥氏体相区存在，在该区域温度范围内进行长时间加热，使碳化物固溶到钢中之后，进行淬火形成马氏体，也就是化学成分必须控制在γ或γ+α相区，二是要使合金形成耐腐蚀和氧化的钝化膜，铬含量必须在10.5%以上。
马氏体钢
谁给解释一下珠光体，马氏体，贝氏体，索氏体，莱氏体等，其形成条件及形状，以及其力学性能莱氏体：是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量为ωc＝4.3％。
当温度高于727℃时，莱氏体由奥氏体和渗碳体组成，用符号Ld表示。
在低于727℃时，莱氏体是由珠光体和渗碳体组成，用符号Ld’表示。
因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很差。
/view/530917.html?wtp=tt（莱氏体中文名称：莱氏体英文名称：ledeburite 定义：高碳的铁基合金在凝固过程中发生共晶转变所形成的奥氏体和碳化物(或渗碳体)所组成的共晶体。
机械工程（一级学科）；机械工程(2)_热处理（二级学科）；机械工程(2)一般热处理名词（三级学科）莱氏体（ledeburite）莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量为ωc＝4.3％。
当温度高于727℃时，莱氏体由奥氏体和渗碳体组成，用符号Ld表示。
在低于727℃时，莱氏体是由珠光体和渗碳体组成，用符号Ld’表示，称为变态莱氏体。
因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很差，分为高温莱氏体和低温莱氏体两种。
奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称高温莱氏体，用符号Ld或（A+Fe3C）表示。
由于其中的奥氏体属高温组织，因此高温莱氏体仅存于727℃以上。
高温莱氏体冷却到727℃以下时，将转变为珠光体和渗碳体机械混合物（P+Fe3C）,称低温莱氏体，用Ld'表示。
莱氏体含碳量为4.3%。
由于莱氏体中含有的渗碳体较多，故性能与渗碳体相近，即极为硬脆。
莱氏体的命名得自Adolf Ledebur (1837-1916)。
关于他，我们只知道他是Bergakademie Freiberg的第一个"Eisenhüttenkunde"教授，并因在1882年发现了铁碳"Mischkristalle" 而闻名。
TGOG13Cr_1超级马氏体不锈钢的组织和性能
第42卷 第8期 2007年8月钢铁Iron and Steel Vol.42,No.8August 2007TG OG 13Cr 21超级马氏体不锈钢的组织和性能方旭东, 张寿禄, 杨常春, 夏 焱, 赵建伟(太原钢铁(集团)有限公司技术中心,山西太原030003)摘 要:采用SEM 、金相、G leeble 3800观察和分析了T GO G13Cr 21超级马氏体不锈钢在不同热处理制度下的组织转变和力学性能的变化情况。
试验结果表明,T GO G 13Cr 21室温下的显微组织为低碳回火马氏体,其A c 1为720℃、A c 3为860℃、M s 为281℃、M f 为157℃;在相同的淬火温度和回火工艺下,采用水淬较空冷更容易实现对力学性能的控制;随着回火温度的升高,合金的强度、硬度越低,塑性、韧性越好。
关键词:超级马氏体不锈钢;淬火+回火;强度;塑性中图分类号:T G142.7 文献标识码:A 文章编号:04492749X (2007)0820074204Structure and Properties of TG OG 13Cr 21Super Martensitic Stainless SteelFAN G Xu 2dong , ZHAN G Shou 2lu , YAN G Chang 2chun , XIA Yan , ZHAO Jian 2wei(Technology Center ,Taiyuan Iron and Steel (Group )Co.,Ltd.,Taiyuan 030003,Shanxi ,China )Abstract :By using SEM ,optical microscope and G leeble 3800,the microstructure and mechanical properties of T GO G13Cr 21super martensitic stainless steel were studied.The result showed ,that the microstructure ofT GO G13Cr 21at room temperature is low 2carbon tempering martensite ,with A c 1720℃,A c 3860℃,M s 281℃and M f 157℃;For same quenching temperature and tempering process ,the mechanical properties are easier to controlby water quenching than by air quenching ;the higher the tempering temperature ,the lower the strength and hard 2ness ,and the better the plasticity and toughness are.K ey w ords :Super low 2carbon Cr 2Ni martensite stainless steel ;quenching +tempering ;strength ;plasticity作者简介:方旭东(19752),男,大学本科,工程师; E 2m ail :fangxd @ ; 修订日期:2007202228 T GO G13Cr 21是在A PI 213Cr 基础上开发的一种新型油气管线用超级马氏体不锈钢,其设计时舍弃了高碳马氏体与形成碳化物的强化手段,而以具有高韧性的马氏体和以Ni 、Mo 等合金元素补充强化作为主要强化手段[1],配以适当的热处理,使之具有良好的强度、韧性、耐磨性以及抗CO 2和抗少量H 2S 腐蚀性能。
马氏体不锈钢
Hale Waihona Puke 二、奥氏体不锈钢的平衡组织
18-8型奥氏体钢平衡态时为奥氏体＋铁素体 ＋碳化物复相组织，实际的单相奥氏体是通过 热处理的配合获得的。
图5-14 Fe-Cr-Ni相图上含 18%Cr、8%Ni处的垂直截面
在高温有一个含碳量较宽的奥 氏体相区，碳在奥氏体中溶解 度随温度沿ES线变化。缓冷时 沿ES线碳以合金碳化物的形式 析出,主要为(Cr,Fe)23C6。缓 冷至SK线以下还要发生γ→α 相变，部分γ转变为α，平衡 态时,18-8奥氏体钢在室温下 的组织是γ+α+C。当加热到 ES线以上时，(Cr,Fe)23C6等 又可完全溶入奥氏体，经淬火 就可获得碳、合金元素在γ相 中过饱和的固溶体。
生产中常将球化退火和软化退火合并进行（有时也 称为重结晶退火）。退火后的组织为铁素体基体上分布 着碳化物及晶界上网状分布着的碳化物颗粒。
2、调质处理：
一般不锈钢结构件，常用调质处理，以获得高的 综合机械性能。
1Cr13 在 950℃-1100℃温度区间内铁素体减到最少， 故淬火加热温度最好为980℃-1050℃。淬火后的组织 为少量铁素体+低碳马氏体。2Cr13 在950℃-1150℃温 度得到单相奥氏体组织，淬火后能获得马氏体组织+极 少量的残余奥氏体。
4Cr13钢 高温处于γ单相区，冷却过程 中首先析出(Cr,Fe)7,C3 。在800℃860℃产生共析分解，室温下的平衡组织 为α+ (Cr，Fe）7C 3
Fe-Cr-C相图在12%Cr处的垂直截面图
三、Cr13型马氏体不锈钢的热处理
Cr13型马氏体不锈钢能在淬火过程中发 生马氏体转变，可以获得热处理强化，所以 这类钢可进行多种热处理，以控制和调节这 种相变，满足不同的机械性能要求。
马氏体不锈钢的基本介绍与主要性能
马氏体不锈钢的基本介绍与主要性能马氏体不锈钢是指在室温下保持马氏体显微组织的一种铬不锈钢。
通常情况下，马氏体不锈钢比奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢具有更高的强度，可通过热处理进行强化，具有良好的力学性能和高温抗氧化性。
该钢种在大气、水和弱腐蚀介质如加盐水溶液、稀硝酸及某些浓度不高的有机酸，在温度不高的情况下均有良好的腐蚀介质。
但该钢种不耐强酸，如硫酸、盐酸、浓硝酸等的腐蚀，常用于水、蒸汽、油品等弱腐蚀性介质。
由于铬不锈钢可通过热处理强化，因此为了避免强度过高产生脆性，应采用正确的热处理工艺。
基本介绍标准的马氏体不锈钢是：403、410、414、416、416(Se)、420、431、440A、440B和440C 型，这些钢材的耐腐蚀性来自“铬”，其范围是从11.5至18%，铬含量愈高的钢材需碳含量愈高，以确保在热处理期间马氏体的形成，上述三种440型不锈钢很少被考虑做为需要焊接的应用，且440型成份的熔填金属不易取得。
标准马氏体钢材的改良，含有类如镍、钼、钒等的添加元素，主要是用于将标准钢材受限的容许工作温度提升至高于1100K，当添加这些元素时，碳含量也增加，随着碳含量的增加，在焊接物的硬化热影响区中避免龟裂的问题变成更严重。
性能马氏体不锈钢能在退火、硬化和硬化与回火的状态下焊接，无论钢材的原先状态如何，经过焊接后都会在邻近焊道处产生一硬化的马氏体区，热影响区的硬度主要是取决于母材金属的碳含量，当硬度增加时，则韧性减少，且此区域变成较易产生龟裂、预热和控制层间温度，是避免龟裂的最有效方法，为得最佳的性质，需焊后热处理。
马氏体不锈钢是一类可以通过热处理（淬火、回火）对其性能进行调整的不锈钢，通俗地讲，是一类可硬化的不锈钢。
超级马氏体不锈钢的电磁性能及其相关研究
超级马氏体不锈钢的电磁性能及其相关研究引言：超级马氏体不锈钢作为一种新型的功能性材料，具有优异的力学性能和电磁性能，因此在众多领域有着广泛的研究和应用前景。
本文将对超级马氏体不锈钢的电磁性能及其相关研究进行探讨和分析。
一、超级马氏体不锈钢的基本性能超级马氏体不锈钢具备独特的金属-磁性相变特性，其基本性能主要包括力学性能、磁性能以及耐蚀性。
其力学性能常常优于其它材料，表现出较高的屈服强度和硬度，并且具有良好的塑性和韧性。
此外，超级马氏体不锈钢还具有较高的耐腐蚀性能，能够在一定的环境中长期保持其良好的表面状态。
二、超级马氏体不锈钢的电磁性能1. 磁性能：超级马氏体不锈钢在固溶状态下的磁性明显较强，具有较高的矫顽力和饱和磁感应强度，可达到数百高斯。
在马氏体相变后，磁性会发生改变，磁化强度下降，但仍保持一定的磁性。
这种磁性特性使得超级马氏体不锈钢在电磁材料领域具备广阔的应用前景。
2. 电导率：超级马氏体不锈钢的电导率相对较低，主要取决于晶格结构和材料的化学成分。
低电导率使得超级马氏体不锈钢有望应用于电磁屏蔽材料和导电材料等领域。
3. 热磁性能：超级马氏体不锈钢在热场中表现出独特的热磁性能，即温度升高时磁性逐渐减弱，温度降低时磁性逐渐增强。
这种热磁性能使得超级马氏体不锈钢在温度传感器和磁热换能器等领域具有潜在的应用价值。
三、超级马氏体不锈钢电磁性能研究进展1. 电磁特性调控方法：通过合理调控材料的化学成分和工艺参数，可以改变超级马氏体不锈钢的电磁特性。
例如，通过合金元素的选择和添加，可以调控磁性和电导率等性能。
2. 电磁材料应用领域：超级马氏体不锈钢在众多领域具有广泛应用前景，如电磁屏蔽材料、磁传感器、磁热换能器等。
其中，电磁屏蔽材料是目前应用最广泛的领域之一，其在电子设备、通信设备以及航空航天等领域起到了重要的作用。
3. 现有研究成果：已有许多研究针对超级马氏体不锈钢的电磁性能进行了深入研究。
例如，研究人员通过调整合金元素的配比和添加稀土元素，成功提高了超级马氏体不锈钢的磁性能和电导率，为其在电磁材料领域的应用提供了新思路。
马氏体不锈钢的钢号、化学成分和性能特点
马氏体不锈钢1、常用马氏体不锈钢的钢号、化学成分和性能特点。
1、Cr13型（1）此类钢的化学成分见表2-8表2-8 1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13钢的化学成分，%①①GB1220-92(2)力学性能1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13 钢的力学性能分别见表2-9至表2-16。
表2-9 1Cr13钢的室温力学性能①摘自GB1220，硬度为退火或高温回火后的数值②实际生产检验值，钢材截面尺寸≤60mm表2-10 1Cr13钢的高温力学性能表2-11 2Cr13钢的室温力学性能①摘自GB1220，硬度为退火或高温回火后的数值；②实际生产检验值，钢材截面尺寸≤60mm，硬度为退火后硬度值。
表2-12 2Cr13钢的高温力学性能表2-13 3Cr13钢的室温力学性能①摘自GB1220，括号内硬度系退火或高温回火后的布氏硬度；②实际生产检验值。
表2-14 3Cr13钢的高温力学性能表2-15 4Cr13钢的室温力学性能①摘自GB1220；②实际生产检验值。
表2-16 4Cr13钢的高温力学性能（3）耐蚀性能1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13 钢均具有不锈性。
在室温的稀硝酸以及弱有机酸中也有一定耐蚀性。
1Cr13和2Cr13钢在某些介质中的耐蚀性能见表2-17和表2-18表2-17 1Cr13钢的耐蚀性能表2-18 2Cr13钢的耐蚀性能（4）工艺性能包括冷、热加工性能、热处理性能及焊接性能。
1Cr13钢的冷塑性及深冲性、抛光性和切削加工性能均良好，其板材厚度与深冲度的关系见图2-49。
它的热加工温度以850-1200℃为宜，随后需灰冷或砂冷。
它的焊接性能与0Cr13相近，焊后若焊缝需进行机加工时，应进行退火处理。
1Cr13钢的热处理工艺见表2-19。
图2-49表2-19 1Cr13钢的热处理工艺2Cr13钢冷塑性变形性能、深拉和深冲性以及切削加工性均尚好，它的热加工温度以850-1200℃为宜，随后需砂冷或及时进行退火处理。
超马氏体不锈钢简介
超马氏体不锈钢简介超马氏体不锈金刚亦称软马氏体不锈钢，有的也叫做可焊接马氏体不锈钢或13Cr不锈钢。
传统的马氏体不锈钢通常是指410、420和431等牌号的不锈钢，含铬量分别为13%和17%左右。
由于这类钢缺乏足够的延展性，而且在制造过程中墩应力裂纹下分敏感，可焊性差，因而，使用受到限制，成为不锈钢簇中不太受关注的一类材料。
为了克服上述不足，50年代末，瑞士人引入软马氏体的概念。
最初的目的是为了改善水轮发电机叶轮的焊接性能。
通过降低含碳量（最高碳含量为0.07%），增加镍含量（3.5%-4.5%），开发出了一系列新的合金。
这类合金抗拉强度高，延展性又好，焊接性能也得到了改善。
随着冶炼技术进步，AOD/VOD精炼技术广泛地应用于不锈钢的精炼，这类合金的最高碳含量从0.07%降低到0.05%和0.03%。
经过人们不懈的努力，碳含量进一步降低，同时合金成分经过进一步优化，不锈钢的综合力学性能得到提高，耐腐蚀性良好，特别是焊接性能得到显著改善，形成了新的超马氏体不锈钢系列，成为不锈钢族中耀眼的一个系列，受到人们广泛的关注。
近年来，采用加压冶金技术开发的含氮马氏体不锈钢也属于马氏体不锈钢范围。
超马氏体不锈钢的典型化学成分见下表。
典型超级马氏体不锈钢的化学成分，%超马氏体不锈钢的力学性能超马氏体不锈钢不仅具有较好的耐腐蚀性、可焊接性，而且具有强度高和低温韧性好的特点。
典型的力学性能如下：屈服应力：σ0.2为550-850MPa抗拉强度：σb为780-1000MPa冲击强度大于50J延伸率大于12%超马氏体不锈钢在加工制造过程中又采取了特殊的工艺措施，使得新的超马氏体不锈钢的焊接性能大大超过了传统的马氏体不锈钢。
超马氏体不锈钢由于含碳量低，相当于提高了基体金属中含铬量的比例，所以耐腐蚀性好。
超级马氏体不锈钢的应用前景超马氏体不锈钢除具有传统马氏体不锈钢的特点，可以应用于泵、压缩机、阀门及其它机加工用途外，超马氏体海洋用管已经开发成功，满足了海上石油天然气公司对工艺用无缝管输送管道的要求，成为海洋用钢的新成员。
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工艺 / 试样编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 040 1 040 1 040 1 040 1 040 1 040 1 040 1 040 1 040 1 040
, 配以适当的热处理, 使之具
有良好的强度、 韧性、 耐磨性以及抗 CO 2 和 抗少量
Heat treatment process
淬火工艺 1 h+ 水冷 1 h+ 水冷 1 h+ 水冷 1 h+ 水冷 1 h+ 水冷 1 h+ 空冷 1 h+ 水冷 1 h+ 水冷 1 h+ 水冷 1 h+ 水冷 520 550 580 600 620 520 550 580 600 620 回火工艺 3 h + 空冷 3 h + 空冷 3 h + 空冷 3 h + 空冷 3 h + 空冷 3 h + 空冷 3 h + 空冷 3 h + 空冷 3 h + 空冷 3 h + 空冷
T GOG13Cr 1 是在 AP I 13Cr 基础上开发的一 种新型油气管线用超级马氏体不锈钢, 其设计时舍 弃了高碳马氏体与形成碳化物的强化手段, 而以具 有高韧性的马氏体和以 Ni、 M o 等合金元素补充强 化作为主要强化手段 H 2 S 腐蚀性能。 由于国内对该钢研究较少 , 给工业化生产带来 一定困难。为了增加对它的了解和认识, 太钢采用 130 kg 真空感应炉 对该钢进行了试制。本文 重点 介绍不同热处理制度下 T GOG13Cr 1 组织转变和 力学性能的变化情况 , 为批量试制奠定了基础。
图2 实验温度对钢膨胀量的影响
Fig. 2 Effect of temperature on expansion of the test steel
程中, 随着温度的降低 , 体积开始收缩。由于实验室 在该过程的冷却不是强制冷却, 此冷却过程中体积 随温度变化的斜率与加热过程中该段温度的斜率出 现不符。这样可以推断 , 合金在冷却过程中发生了 相转变 , 且在 281 开始出现奥氏体向马氏体的转 变 , 至 157 转变结束。 为了验证该钢的组织转变过程 , 用加热法和冷 却法进行了 500 的热拉伸对比试验。试验结果表 明 , 采 用 加 热 法 时 , 材 料 的 抗拉 强 度 为 1013. 94 M Pa, 断面收缩率为 51% , 采用冷却法时, 材料的抗 拉强度为 334. 9 M Pa, 断面收缩率为 78. 384% 。对 拉伸后的断口形貌进行 SEM 分析 , 结果如图 3 所 示 , 可见采用加热法和冷却法, 断口形貌均属韧性断 裂。冷却法的断口韧窝深、 尺寸大, 而加热法的断口 韧窝浅, 尺寸小。这说明材料采用冷却法时较加热 法具有更好的塑性。考虑到马氏体和奥氏体相比, 马氏体具有更高的变形抗力 , 塑性也偏低 , 因此也说 明材料用加热法进行形变的组织应为马氏体 , 用冷 却法进行形变的组织应为奥氏体。 根据以上分析 , 确定材料在升温过程中, 在 720 开始发生马氏体向奥氏体的转变 , 至 860 转变 结束。用加热法进行形变的组织为马氏体 , 变形抗 力高, 塑性偏低。在冷却过程中 , 材料在 281 发生 奥氏体向马氏体的转变, 至 157 转变结束, 用冷却 法进行形变时材料的变形抗力小 , 塑性也好, 材料的 组织应是奥氏体。 综上所述, T GOG13Cr 1 在室温下的显微组织 为低碳 回火马 氏体 , 其 A c1 为 720 、 M s 为 281 、 M f 为 157 。 、 A c3 为 860
图 1 试验钢的组织 Fig. 1 Structure of test steel
2. 2 热处理工艺对组织和性能的影响 图 4 给出了在不同淬火条件、 不同回火温度下,
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钢
铁
第 42 卷
( a) 加热法 ;
( b ) 冷却法
图3 Fig. 3
断口形貌
Morphology of fracture of test steel
[ 1]
25 mm
300 m m 的圆棒。热处理( 表 1) 后将圆棒
机加工成 10 m m 120 mm 的 M 15 热模拟拉伸试 样、 20 m m 20 mm 金相试样和标准力学拉伸试样, 进行相应试验。 1. 2 试验方法 采用金相和 SEM 观察不同热处理制度下的组 织及其变化 , 进行断口形貌分析 , 试样腐蚀液为 10 g F eCl3 + 30 mL H CL + 120 mL H 2 O。
第 42 卷
第 8期
钢
铁
Vo l. 42, N o. 8 Aug ust 2007
2 0 0 7 年 8 月
Iron and St eel
TGOG13Cr 1 超级马氏体不锈钢的组织和性能
方旭东,
摘
张寿禄 ,
杨常春,
夏
焱,
赵建伟
( 太原钢 要 : 采用 SEM 、 金相、 G leeble 3800 观察和分析了 T GO G13Cr 1 超级马氏体不锈钢在不同热 处理制度下的组织 、 A c 3 为 860 、 M s 为 281 、 M f 为 157 ; 在相同的淬火温度和回火 工艺下 , 采用水淬 较空冷更 容易实现对 力
by water quenching t han by air quenching; the higher t he tempering temper ature, t he low er the strength and har d ness, and the bett er the plasticity and toug hness are. Key words: Super low car bo n Cr N i martensite stainless steel; quenching + tempering ; str eng th; plasticity
Structure and Properties of TGOG13Cr 1 Super Martensitic Stainless Steel
FANG Xu do ng , ZH AN G Sho u lu, YANG Chang chun, XIA Yan, ZH AO Jian w ei
( T echnolo gy Center , T aiyuan I ron and Steel ( Gr oup) Co. , L td. , T aiyuan 030003, Shanx i, China) Abstract: By using SEM , optical micr oscope and Gleeble 3800, the m icrostr uctur e and mechanical pro per ties o f T GO G13Cr 1 super ma rtensitic sta inless steel w ere studied. T he result show ed, that the micro st ructur e o f T GO G13Cr 1 at ro om temperature is low carbon tem per ing martensite, wit h A c1 720 M f 157 , A c 3 860 , M s 281 and ; F or same quenching temperature and tempering pro cess, the mechanical pro per ties ar e easier to co ntr ol
图4
回火温度对强度 ( a) 、 伸长 率( b) 的影响
Fig. 4 Effect of tempering temperature on mechanical properties of test steel
T GOG13Cr 1 的力学性能。可以看出, 在相同的淬 火温度和回火工艺下 , 水淬与空冷相比, 抗拉强度、 屈服强度以及伸长率的波动范围更窄, 且水淬对力 学性能的影响更加明显、 更呈线性变化 , 因此在工业 化生产中采用水淬的淬火冷却过程 , 更容易实现对 钢的力学性能进行有效控制; 此外还可以看出 , 当采 用水淬时 , 在相同的淬火温度下, 随着回火温度的升 高, 屈服强度、 抗拉强度降低, 伸长率升高。 如前所述, 在将该材料加热到 1 040 过程中 , 将发生马氏体向奥氏体的转变 , 保温能使之充分奥 氏体化和成分均匀 化。随后在 冷却到室温的 过程 中, 发生了奥氏体向马氏体的转变。在该过程中, 马 氏体的转变是不能进行到底的 , 即不可能在室温获 得 100% 的马氏体组织, 淬火后组织中或多 或少要 保留一部分残留奥氏体。而淬火后残留奥氏体的数 量不仅决定于冷却前奥氏体的化学成分, 同时也与 冷却速度有关。增加冷却速度 , 则减少钢中残留奥 氏体的数量, 例如在大于临界冷却速度时, 水冷比油 冷的残留奥氏体量有所减少。而就冷却速度而言 , 水冷 > 油冷> 空冷 , 因此水冷后组织中残留奥氏体 比空冷要少, 而马氏体较多。如图 5 所示, 在相同的
作者简介 : 方旭东 ( 1975 ) , 男 , 大学本科 , 工程师 ;
E mail: fangxd@ t is co. com. cn;
修订日期 : 2007 02 28
第8期
方旭东等 : T G OG13Cr 1 超级马氏 体不锈钢的组织和性能
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在 Gleeble 3800 热模拟机上 , 用体积膨胀法测 量相转变点, 采用加热法和冷却法进行 500 的热 拉伸对比试验。 按照 GB228、 GB230 要求测试材料的屈服强度 R eL 、 抗拉强度 R m 、 伸长率 A 。
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试验材料及方法