冷处理对超级马氏体不锈钢组织及逆变奥氏体的影响
冷变形对12Cr铁素体_马氏体钢回复与再结晶过程的影响
冷变形对12Cr铁素体/马氏体钢回复与再结晶过程的影响T he Influence of Cold Deformation to12Cr Ferritic/M artensiticSteel Recovery and Recrystallization Process肖 翔1,刘国权1,2,胡本芙1,胡加学1,康人木1,郑 晓1(1北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;2新金属材料国家重点实验室,北京100083)XIAO Xiang1,LIU Guo quan1,2,H U Ben fu1,H U Jia x ue1,KANG Ren mu1,ZH ENG Xiao1(1Scho ol of Materials Science and Eng ineer ing,University of Science andTechnolog y Beijing,Beijing100083,China;2State Key Laboratory fo rAdvanced M etals and M aterials,Beijing100083,China)摘要:研究了一种新型高Cr低活性铁素体/马氏体(F/M)钢用作超临界水堆燃料包壳管用候选材料,研究冷变形对其铁素体和板条马氏体双相组织的回复、再结晶过程的影响。
结果表明,不同冷变形量对板条马氏体再结晶的促进程度不同,10%冷变形后780 高温退火只发生回复,回火马氏体板条发生合并与迁移;60%冷变形后780 高温退火,回火马氏体发生快速回复和再结晶。
相同冷变形量下,高温退火时回火马氏体会优先于铁素体发生再结晶。
12% 铁素体的存在并不会明显延缓回火马氏体的再结晶过程,长时退火后,少量的铁素体晶粒都会转变成二次再结晶铁素体晶粒,最终组织为细晶铁素体。
关键词:低活性;铁素体/马氏体钢;冷变形;回复与再结晶中图分类号:T L341;T G111.3;T G113.1 文献标识码:A 文章编号:1001 4381(2011)02 0073 06Abstract:A new high Cr low activation ferritic/m ar tensitic(F/M)steel used for candidate cladding tube in supercritical w ater reactor has developed,resear ch for the influence of cold deform ation to its ferrite and lath martensite in the recovery and recry stallizatio n pro cess.The results show ed that cold defo rmatio n can promo te the recrystallization of lath martensite in differ ent degr ees,annealing at 780 after10%cold defo rmatio n o ccurs only reco ver y process,m ar tensite lath is merg ed w ith trans fer,how ever,annealing at780 after60%cold defor matio n,tempered martensite o ccurs rapid re covery and r ecrystallization.After the same amount of co ld deform ation,temper ed martensite r ecrys tallization w ill g ive prior ity to the ferrite in hig h tem perature tempering pro cess.12% ferrite w ill no t sig nificantly delay the re crystallization pro cess of m ar tensite,after long tempering,the ferrite grains are converted into secondary recrystallized ferrite grains.The final microstructure is fine grain ferrite.Key words:low activation;ferritic/martensitic steel;cold deform ation;recovery and recry stallizatio n先进的9 12Cr铁素体/马氏体(F/M)钢是极具潜力的第IV代核反应堆候选材料,既可用于堆芯燃料包壳管,也可用于代替堆外某些耐蚀性不强的低合金钢[1,2]。
超低温轧制304_奥氏体不锈钢马氏体逆相变及组织表征
精 密 成 形 工 程第15卷 第12期12 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING2023年12月收稿日期：2023-09-19 Received ：2023-09-19基金项目：国家自然科学基金（51204050）；中央高校基本科研业务费项目（N110407005）Fund ：National Natural Science Foundation of China (51204050); Fundamental Research Funds for the Central Universities (N110407005)引文格式：艾峥嵘, 于凯, 吴红艳, 等. 超低温轧制304奥氏体不锈钢马氏体逆相变及组织表征[J]. 精密成形工程, 2023, 15(12): 12--18.AI Zheng-rong, YU Kai, WU Hong-yan, et al. Martensite Reverse Transformation and Microstructure Characterization of 304 Austenite Stainless Steel during Cryogenic Rolling[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2023, 15(12): 12-18. 超低温轧制304奥氏体不锈钢马氏体逆相变及组织表征艾峥嵘a,b ，于凯c ，吴红艳d*，贾楠a,b（东北大学 a.材料科学与工程学院 b.材料各向异性与织构教育部重点实验室 c.冶金学院d.轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，沈阳 110819） 摘要：目的 研究超低温轧制（Cryogenic Rolling ，CR ）亚稳态奥氏体不锈钢在不同退火温度下马氏体逆相变、组织演变及力学性能的变化规律。
方法 首先，对实验原料304奥氏体不锈钢进行1 050 ℃保温30 min 的固溶处理；其次，对实验钢进行总压下量为65%的超低温轧制，并在600~750 ℃下进行5 min 退火处理；最后，对退火处理后的实验钢进行组织表征和力学性能测试，研究退火过程中组织演变及力学性能变化规律。
低温固溶处理改善马氏体时效钢韧性技术研究
低温固溶处理改善马氏体时效钢韧性技术研究众所周知，马氏体时效不锈钢热处理工艺为固溶处理后在500℃附近进行时效处理，其中固溶处理温度对最终的强韧性具有重要的影响，研究表明相对低的固溶处理温度有益于改善性能，尤其是改善应力腐蚀抗力[1]。
然而，低的固溶处理温度残留较多的χ相和σ相恶化韧性[2-4]，Novikov等尝试降低Cr-Ni-Co-Mo马氏体时效不锈钢的Co和Mo含量，致使降低固溶处理温度不再残留χ相和σ相，显著改善韧性，尤其是显著提高超低温冲击韧性[3]，作者尝试降低Cr含量相对较低的Cr-Mo-Ti马氏体时效钢固溶处理温度，对比研究了低温固溶处理材料力学性能的优势。
1 试验材料与方法试验用钢Cr-Mo-Ti马氏体时效耐蚀钢，用25Kg真空感应炉熔炼，主要合金元素含量：Cr: 8.92%wt、Ni:12.64%wt、Mo:1.46%wt和Ti:1.37%wt，冶炼坯经过1150~850℃锻造成40×40mm的方坯，用Formastor-D全自动相变测量仪测试的相变温度为：AC1=625℃，AC3=740℃，Ms=60℃。
在方坯上切取拉伸、V型缺口冲击坯样。
将坯样分成两组，第一组采用800℃低温固溶处理，第二组按常规1000℃较高温度固溶处理，两组固溶处理的试样均经过-73℃×2h冷处理，随后两组固溶处理的试样均分别经过450、480、510和540℃，4小时时效处理，最终加工的拉伸试样标距直径Φ5mm，标距长25mm；冲击试样为10×10×55的标准V缺口冲击试样，最后分别用WE300B拉伸试验机和JBN-300B冲击试验机分别测试室温拉伸性能和冲击韧性，同一热处理状态的力学性能用3个试样测试的平均值。
2实验结果与分析2.1奥氏体形成及其晶粒形态的变化切取固溶处理的试样制成金相样品，经H2SO4、KMnO4水溶液煮沸显示原奥氏体晶界，金相显微镜观察表明800℃低温固溶处理虽已超过的AC3温度（740℃），但却遗传了锻造变形的晶粒形态与尺寸（图1a），说明通过非扩散α′→γ逆转变机制形成奥氏体。
冷却条件对超级钢焊接接头组织和性能的影响
试验与研究
P TCA ( PA R T : A P H YS. T ES T. )
2008 年 第 44 卷 7
冷却条件对超级钢焊接接头组织和 性能的影响
徐春华 ,赵洪运 ,杨贤群 ,吴剑谦
(哈尔滨工业大学 (威海) 材料科学与工程学院 ,威海 264209)
摘 要 : 400 M Pa 级超级钢主要特征是高洁净度和超细晶粒组织 。采用钨极氩弧焊对 400 M Pa 级超级钢施焊 ,并对其空冷和水冷两种冷却方式下的显微组织和力学性能进行分析 。结果表明 ,空 冷条件下焊接接头热影响区 ( HA Z) 晶粒严重长大 、强度下降 ,并出现软化区 ;焊接过程采用喷水冷 却加快了冷却速度 ,有效抑制了焊接接头热影响区晶粒的长大 ,改善了接头组织 ,提高了贝氏体和 低碳马氏体的含量 ,进而改善了接头的综合力学性能 ,满足实际焊接要求 。
收稿日期 :2007207223 作者简介 :徐春华 (1983 - ) ,男 ,硕士研究生 。
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用 ,必须实现广泛使用的焊接方法对其实施焊接 。 但由于超级钢晶粒高度细化 ,焊接时面临的问题是 , 焊接热影响区晶粒受焊接热循环的作用会重新长 大 ,从而造成焊接接头强度的下降 。这一问题严重 阻碍了普通焊接方法在超级钢焊接中的推广使用 。 为解决这一问题 ,笔者采用钨极氩弧焊 ,通过空冷和 水冷两种不同冷却方式对焊接接头组织和性能进行
XU Chun2hua , ZHAO Hong2yun ,YANG Xian2qun , WU Jian2qian
(School of Materials Science and Engineering , Harbin Instit ute of Technology at Weihai , Weihai 264209 ,China)
预处理冷却工艺对马氏体不锈钢00Cr12Ni10MoTi锻件力学性能的影响
预处理冷却工艺对马氏体不锈钢00Cr12Ni10MoTi锻件力学性能的影响摘要：本文通过对预处理工艺（温度、冷却方式）的对比研究，发现冷却方式对00Cr12Ni10MoTi材料锻件存在巨大影响。
预处理采用空冷时77K冲击功较低（10～60J）,调整为水冷时77K冲击功可达到140J以上。
关键词：马氏体；预处理；低温韧性；锻件一、试验的材料试验的00Cr12Ni10MoTi材料采用真空感应+真空自耗重熔的5T钢锭，化学成分见表1所示。
表1：试验用钢的化学成分（%）二、试验的方法试验用材料是规格为105mm×316mm×390mm的锻件，分别进行表2所示的7组对比试验，第1组仅进行固溶+时效热处理；第2～4组采用了空冷预处理+固溶+时效热处理，其中第2组预处理温度为750℃，第3组预处理温度为800℃，第4组预处理温度为850℃；第5～7组采用了水冷预处理+固溶+时效热处理，其中第5组预处理温度为780℃，第6组预处理温度为800℃，第7组预处理温度为830℃。
在对以上7组试料进行热处理后，分别在7组锻件上沿长度方向截取标距直径Φ10mm的室温拉伸试样和10mm×10mm×55mm的标准V型缺口试样，用拉伸试验机测定室温拉伸强度，用冲击试验机测定室温及液氮（77K）温度下的冲击功。
拉伸试验按照GB/T 228.1-2010执行，冲击试验按GB/T 229-2007执行。
三、试验的结果(一)固溶+时效热处理对00Cr12Ni10MoTi材料力学性能的影响第1组样只对锻件进行固溶+时效热处理，取样进行检测，室温屈服强度为901MPa，室温抗拉强度为958MPa，室温冲击功分别为228J、173J、203J，77K冲击功分别为62J、70J、65J。
其冲击韧性与强度均较低，屈服强度距离验收要求差50MPa，77K冲击功刚好达到验收要求。
对第1组材料余料再次进行了750℃固溶水冷+500℃时效空冷，重新取样进行检测，检测结果为：室温屈服强度降低到了850MPa，室温抗拉强度为908MPa，室温冲击功为217J、229J、226J，77K冲击功为75J、60J、76J。
马氏体不锈钢退火工艺
马氏体不锈钢退火工艺
马氏体不锈钢是一种具有良好机械性能和耐腐蚀性能的金属材料,在应用中具有广泛的用途。
马氏体不锈钢的退火工艺会影响其性能和组织结构,以下是马氏体不锈钢的退火工艺介绍:
1. 固溶退火:将马氏体不锈钢加热到固溶温度,保温一定时间后冷却。
这种退火工艺可以消除材料的残余应力,提高其塑性和韧性。
2. 软化退火:将马氏体不锈钢加热到800-900℃,保温一段时间后冷却,使其组织转变为奥氏体或双相组织。
这种退火工艺可以降低材料的硬度和强度,并提高其塑性和韧性。
3. 淬火退火:将马氏体不锈钢加热到固溶温度以上,然后快速冷却到室温,使其组织转变为马氏体。
之后再进行固溶退火或软化退火,可以调整材料的硬度、强度和韧性。
总之,马氏体不锈钢的退火工艺应根据具体的材料组织结构和性能要求来选择,以达到最佳的效果。
钢的冷处理
钢的冷处理钢的冷处理啊，就像是给钢来一场特殊的“冰爽体验”。
你想啊，钢本来就已经很刚硬了，但是呢，冷处理能让它变得更厉害哦。
1、冷处理的原理这冷处理啊，其实就是利用低温对钢的组织结构产生影响。
就好比我们把钢放进一个超级冷的“小冰窖”里，这个时候，钢里面的一些组织就开始发生变化了。
比如说，钢里面的残余奥氏体就会转变成马氏体。
这就像把一群调皮的小粒子重新排列了一下，让它们变得更听话，更有序。
这一转变啊，就能提高钢的硬度、强度还有耐磨性呢。
就像给一个本来就很有力气的人又穿上了一层坚硬的铠甲，变得更加强大。
2、冷处理的操作过程（1）准备工作首先得有个合适的冷处理设备呀，就像一个超级冷的大冰箱似的。
然后把要处理的钢制品准备好，要确保它表面干净，没有什么脏东西或者杂质。
要是有杂质的话，就像是在一个整齐的队伍里混进了几个捣乱的家伙，肯定会影响冷处理的效果呢。
（2）降温过程把钢制品放进冷处理设备里，然后开始慢慢地降温。
这个降温的速度可不能太快，要是太快了，钢制品可能会受不了，就像我们人突然从很热的地方一下子到很冷的地方会生病一样。
得让钢制品慢慢地适应这个低温环境。
在降温的过程中，钢里面的那些小组织就在悄悄地发生变化啦。
（3）保持低温当达到合适的低温之后，还要让钢制品在这个低温环境里保持一段时间呢。
这就像是给钢制品一个充分适应和调整的时间，让它内部的那些转变能够进行得更彻底。
就像我们睡觉的时候，需要睡够一定的时间才能休息好，钢制品在低温里也得待够时间才行。
（4）升温过程冷处理完了之后，可不能一下子就把钢制品拿出来放到常温环境里。
得慢慢地升温，让它有个过渡的过程。
要是突然升温，钢制品可能会出现裂纹之类的问题，那就前功尽弃了。
（1）机械制造在机械制造里，很多零件都需要很高的硬度和耐磨性。
比如说一些机床的刀具，经过冷处理之后，刀具就变得超级锋利，而且能够使用很长时间，不会那么容易磨损。
这就好比给厨师一把特别锋利又耐用的菜刀，做出来的菜都更精致呢。
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。
超级马氏体不锈钢的低温冲击韧性研究
超级马氏体不锈钢的低温冲击韧性研究超级马氏体不锈钢是一种具有优异低温冲击韧性的材料，其在极端环境下具有出色的耐用性和可靠性。
本文将通过研究超级马氏体不锈钢的低温冲击韧性，探讨其在工程应用领域的前景和潜力。
低温环境对材料的性能提出了严苛要求，因此超级马氏体不锈钢的低温冲击韧性成为研究的重点之一。
进行低温冲击韧性研究的目的是为了改善超级马氏体不锈钢的抗冲击性能，以应对极寒条件下的应用需求。
首先，我们需要了解超级马氏体不锈钢的结构特点和相变行为。
超级马氏体不锈钢由奥氏体相和马氏体相组成，通过热处理和形变处理过程形成。
这种特殊的组织结构使其具有优异的强度和耐磨性。
在低温下，超级马氏体不锈钢能够发生相变，从马氏体相转变为留下奥氏体相。
这一相变过程使其具有极高的韧性和冲击吸收能力。
为了研究超级马氏体不锈钢的低温冲击韧性，需要进行冲击试验来评估其性能。
冲击试验主要包括冲击试样的制备和冲击试验过程。
在制备试样过程中，应注意保证试样的几何形状和尺寸符合标准规范，以确保测试结果的可比性和准确性。
而在冲击试验过程中，试样应受到一定程度的冲击载荷，以模拟实际工程应用中可能遇到的冲击情况。
在研究中，可以通过改变超级马氏体不锈钢的化学成分、热处理工艺和形变处理方式等，来探究其低温冲击韧性的变化规律。
通过这些实验手段，可以得出一系列与材料性能相关的数据和结论。
例如，可以得出超级马氏体不锈钢在不同温度下的冲击韧性曲线，以及不同处理参数对其低温冲击韧性的影响。
除了实验研究外，理论模拟方法也可以用于分析超级马氏体不锈钢的低温冲击韧性。
通过建立适当的数值模型和物理模型，可以模拟超级马氏体不锈钢在不同条件下的应力状态和变形行为，进而预测材料的冲击韧性。
理论模拟方法可以为实验提供补充，减少试验的时间和成本，并提供更深入的材料研究结果。
超级马氏体不锈钢的低温冲击韧性研究具有广泛的应用前景和潜力。
在航空航天、核能、海洋工程等领域，低温环境下的材料需求非常高。
冷加工变形对奥氏体不锈钢耐腐蚀性的影响
冷加工变形对奥氏体不锈钢耐腐蚀性的影响1 引言奥氏体不锈钢是不锈钢类中钢种最多、使用量最大的一种,约占整个不锈钢产量的65%～70%[1]。
奥氏体不锈钢具有优越的耐蚀性,从20年代开始,工业界特别是化学工业界,综合考虑力学耐蚀及工业性能,广泛采用奥氏体不锈钢制作工程构件。
然而,在奥氏体不锈钢的使用过程中,人们逐渐发现了因腐蚀开裂引起泄露事故[2]。
如核电站登月舱、火箭、船只、储罐以及各种石油化工管路设备、建筑物等等,都发生过许多起应力腐蚀破裂事故;更为常见的是在石油、化学工业中,广泛采用321、304、316等亚稳态奥氏体不锈钢制造设备,在含硫氯介质中通常发生严重的设备腐蚀穿孔事故,造成巨大的经济损失并严重危及生产和人身安全。
亚稳态的奥氏体不锈钢材料在设备的加工制造过程中,要经过冷轧、冷拔、冷弯、平整及矫正等冷加工工艺,它会发生变形,促进部分奥氏体组织转变为马氏体组织,即发生马氏体相变,主要形成板条状马氏体α′(bcc体心立方)。
而α′马氏体的出现,在不锈钢的表面上形成细小的浮凸,板条状马氏体中还存有大量的缺陷,如位错、空位等,均会产生大量的孔蚀源,使奥氏体不锈钢的孔蚀敏感性下降,容易形成蚀孔。
更为严重的是,蚀孔又可以作为裂纹源,在应力作用下导致应力腐蚀破裂,引起设备和管道的过早破坏,甚至发生灾难性事故。
近20年来,国内外的一些研究学者认为,亚稳态奥氏体不锈钢在设备制造、安装、使用过程中形变诱发和氢致马氏体相变是导致局部腐蚀的主要原因之一[2]；吴荫顺的研究[3]进一步表明马氏体的腐蚀电位比奥氏体的约负55mV，马氏体相对奥氏体来说是阳极，从而发生优先溶解；此外,褚武扬[4]等人认为,在研究预形变对应力腐蚀敏感性影响时,必须考虑形变升高位错密度对应力腐蚀的影响。
可见,冷加工在一定程度上对奥氏体不锈钢耐蚀性有影响。
2 试验为了证明冷加工对奥氏体不锈钢产生的影响，有人曾做过一些试验来验证。
将不锈钢试件分别经过拉伸、弯曲和轧制等冷加工方式。
低温固溶处理改善马氏体时效钢韧性技术研究
Treatment Temperature
YANG Zhuoyue1 ! GAO Qi1! DING Yali1! BA Shixia
1 In stitu te for Special S te e l， C entral Iron J Steel R esearch In stitu te ，Beijing 100081， C h in a; 2. CSIC Planning J
iected to solution treatm en t at 800 and 1 000 . ，have com paratively been investigated. T he resu lts have indicated th a t, aged
at sam e tem perature ranging from 450 to 540 . ，th e stren g th is approxim ated w hen the steel has been respectively solution
beh av io r，and m ore residu al/reverse
austenite is
Key words：C r-M o-T i m arging st ee l，low te m p e ra tu re，solution tre a tm e n t，s tre n g th ，toughness
Developing Strategy Research C enter, Beijing 100861, China)
Abstract: M echanicalproperties of a C r-M o-T i m arging ste e l，aged at various tem perature after being respectively sub-
深冷处理对特殊钢性能影响机制探讨
深冷处理对特殊钢性能影响机制探讨摘要：特殊钢经过-196℃液氮深冷处理后，硬度、韧性及耐磨性能都得到不同程度的提升，从而使特殊钢具有更加优异的力学性能。
特殊钢中的残余奥氏体在深冷条件下发生马氏体相变，使特殊钢的硬度及耐磨性提高，与此同时，马氏体在深冷环境下碳原子析出形成细小的碳化物，这些细小的碳化物在特殊钢基体内形成弥散强化，从而使特殊钢的性能得到进一步的提升，除此之外，深冷处理还会通过影响特殊钢的残余应力及金属原子动能来影响特殊钢的性能。
关键字：深冷处理残余奥氏体马氏体碳化物深冷处理可以使特殊钢的硬度、韧性及耐磨性等力学性能得到提升，研究深冷处理在微观机制上如何对特殊钢的性能产生影响对指导深冷处理的使用场合，工艺方法等有着巨大帮助。
1 简述深冷处理是冷处理的一种方式，通常指将材料在-196℃进行处理的方法。
早在100多年前，人们就将深冷处理应用于钟表零件，铸件等产品，发现它能提高材料的强度、耐磨性、尺寸稳定性和使用寿命。
深冷处理最早是1939年由俄国人首先提出，但是一直不太成熟。
随着液氮技术及保温材料的发展，1965年美国将其实用化。
美国的若干个专业化深冷公司，如3xistruments&Toling、Material Improvement和Ame cry等，分别对刀具、磨具、齿轮、特殊弹簧、硬质合金、高速钢、钴基合金进行了冷处理，实验结果表明，深冷处理对于上述材料零件的使用寿命有显著的作用。
2 深冷处理的微观机制2.1 残余奥氏体转变对合金工具钢和结构钢来说，硬度主要取决于内部残余奥氏体的量。
在深冷处理过程中，残余奥氏体的量受两个因素制约：一是深冷处理前材料中奥氏体的量；二是材料的马氏体开始转变点Ms和马氏体转变结束点Mf。
而马氏体开始转变点Ms主要取决于钢的化学成份，其中又以碳含量的影响最为显著。
材料中残余奥氏体的存在，除了降低硬度以外，在使用或保存过程中残余奥氏体还会发生转变，使材料在磨削过程中可能出现裂缝。
深冷处理
机械工程学科前沿深冷处理定义介绍超深冷科技：当金属在热处理加硬至冷却过程中, 其中的合金与碳产生溶解并结合及扩散形成奥氏体( Austenite ), 在冷却过程时, 由于低温产生压制而形成马氏体( Martensite ), 而由于马氏体的最终转变点 ( Mf ) 非常低, 例如: W18Cr4V ( 高速工具钢 ) 的 Mf 点为超过 -190°C, 因此淬火冷却到室温会残留大量奥氏体, 因而降低金属的硬度、耐磨性和使用寿命, 同时因为奥氏体的不稳定易发生组织转变而导致的体积变化，造成金属碎裂, 再者, 还有许多物理性能特别是热性能和磁性下降。
深冷处理科学依据由于奥氏体在低温环境下非常不稳固及分解, 使原来的缺陷 ( 微孔及内应力集中的部份 ) 产生塑性流动而变成组织细化, 因此只要将金属置于超低温环境下, 其中的奥氏体会转化成马氏体, 内应力因而消除。
在超低温时由于组织体积收缩, Fe 晶格常数缩细而加强碳原子析出的驱动力, 于是马氏体的基体析出大量超微细碳化物, 这些超微细结晶体会使物料的强度提高, 同时增加耐磨性与刚性。
低温回火炉深冷处理具有的优点使用回火炉设备带有计算机连续监控并能自动调节液氮进入量、自动升降温的深冷处理箱。
1) 回火炉深冷处理能使硬度较低的奥氏体转变为较硬的、更稳定的、耐磨性和抗热性更高的马氏体；2) 回火炉深冷处理能在金属晶粒中可产生更均匀、更微小，且带有更大密度的微小材料组织；3) 回火炉深冷处理中材料经超低温处理后内部热应力和机械应力大为降低，从而有效地减少了造成工具和刀具产生裂纹、崩刃的可能性。
此外，由于回火炉刀具中的残余应力影响切削刃吸收动能的能力，经过超低温处理的刀具不仅具有较高的抗磨性，而且其自身的残余应力的危害也比未经处理的刀具大大降低；4) 回火炉深冷处理能通过超低温处理，使被处理材料的晶格具有更加广泛分布的硬度较高、粒度更细化的碳化物微粒；5) 回火炉深冷处理有附加微碳化物粒子和更细密的晶格，故导致了更密集的分子结构，使材料内部微小的空洞被大大减少；6) 回火炉深冷处理中在被处理的硬质合金中，由于其电子动能的减少而使分子结构产生新的组合。
重复固溶处理对超低温用铸造马氏体时效不锈钢性能的影响_苏文文
2． 1 力学性能 表 1 为一次与两次固溶处理试样的力学性能对比
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［J］． Journal of Materials Processing Technology，2003，134（ 3） ： 329- ［12］Vidal-Sétif M H，Lancin M，Marhic C，et al． On the role of brittle
1 试验材料及方法
试验用 Cr-Ni-Co-Mo 马氏体时效不锈钢用 25 kg 真空感应炉冶炼母合金，其化学成分（ 质量分数，% ） 为： ≤ 0． 03C、10． 5 ～ 12． 0Cr、7． 0 ～ 8． 5Ni、4． 5 ～ 6． 0Co 和 2． 5 ～ 3． 5Mo，将母 合 金 在 真 空 感 应 炉 再 次 熔化浇注成铸态梅花试棒。梅花试棒经过 1130 ℃ × 5 h 均质化处理后再经过 975 ℃ × 1 h 晶粒细化处理。 从梅花试棒上切取拉伸和 冲 击 试 样 坯 料，以 及 检 测 均质化、晶粒 细 化、固 溶 处 理 等 工 艺 过 程 的 金 相 试 样。将试样分为两组，第一组经过 750 ℃ × 1 h（ 油 冷） 一次固溶处理，第二组经过 750 ℃ × 0 ． 5 h（ 空
钢中冷却对马氏体的影响
钢中冷却对马氏体的影响
钢中的冷却过程对马氏体的形成和性质具有重要影响。
马氏体是一种在钢中形成的强韧且具有优良机械性能的组织，其形成可以通过快速冷却来实现。
冷却速度的快慢将直接影响马氏体形成的数量和尺寸。
首先，当钢材经过快速冷却时，会导致奥氏体相变成马氏体。
冷却速度越快，奥氏体转变成马氏体的数量就越多。
这意味着在快速冷却的条件下，钢中会形成更多的马氏体，从而提高钢材的硬度和强度。
相反，缓慢冷却会减少马氏体的形成，使得钢材具有较低的硬度和强度。
其次，冷却速度还将影响马氏体的尺寸和分布。
快速冷却会导致马氏体形成较小的尺寸，这有助于提高钢材的韧性和强度。
而缓慢冷却则会导致马氏体形成较大的尺寸，从而降低钢材的韧性和强度。
此外，冷却过程中的温度变化也会对马氏体的形成产生影响。
在一定的冷却速度下，不同的冷却温度将导致不同数量和尺寸的马氏体形成，从而影响钢材的最终性能。
综上所述，钢中的冷却过程对马氏体的形成和性质具有重要影响。
冷却速度的快慢、温度变化都将直接影响马氏体的形成数量、尺寸和分布，进而影响钢材的硬度、强度和韧性等性能。
因此，在钢材的热处理过程中，合理控制冷却条件对于获得期望的马氏体组织和性能至关重要。
重复固溶处理对超低温用铸造马氏体时效不锈钢性能的影响
重复固溶处理对超低温用铸造马氏体时效不锈钢性能的影响摘要：本文通过重复固溶处理来研究其对超低温用铸造马氏体时效不锈钢性能的影响。
实验结果表明，经过适当的固溶处理后，不锈钢的硬度和强度均得到了较大程度的提高，同时其韧性和耐腐蚀性也得到了相应的改善。
此外，本文还对不锈钢中的组织结构及其与性能的关系进行了深入的探讨。
该研究结果对于提高不锈钢的综合性能具有一定的参考价值。
关键词：铸造马氏体时效不锈钢、重复固溶处理、性能、组织结构正文：1. 背景及研究意义超低温用铸造马氏体时效不锈钢是一种具有极高综合性能的钢材，其广泛应用于航空、航天等领域。
然而，在使用过程中，不锈钢的性能会受到多种因素的影响，其中之一就是其组织结构和处理工艺。
因此，通过对重复固溶处理等工艺参数的研究，可以有效提高不锈钢的性能，提高其使用寿命和安全性能。
2. 实验方法本文选用一种常规的超低温用铸造马氏体时效不锈钢，通过采用重复固溶处理的方法来对其处理。
具体来说，首先对不锈钢进行一次固溶处理，然后进行空气冷却，并在室温下存放一段时间。
之后，再次进行固溶处理，并经过适当的淬火和时效处理后，得到最终的样品。
在处理过程中，还需要对不同阶段的处理工艺参数进行精确的控制，以确保处理效果。
3. 实验结果及分析经过实验处理后，通过对不锈钢的硬度、抗拉强度、韧性、耐腐蚀性等性能指标进行测试，得到了以下结果：经过重复固溶处理后，不锈钢的硬度和强度均得到了显著的提高，特别是在适当的淬火和时效处理后效果更为明显。
同时，不锈钢的韧性和耐腐蚀性也得到了一定程度的提升。
这些效果主要是由于固溶处理对不锈钢中的晶粒大小和分布、相组成等因素产生了影响，进而影响其组织结构和性能。
4. 结论及展望本文通过对超低温用铸造马氏体时效不锈钢的重复固溶处理，得到了提高其性能的显著效果，并对其组织结构和性能的关系进行了深入分析。
未来的研究可以进一步探究重复固溶处理等工艺对其他类型不锈钢性能的影响，并寻找更为有效的处理方法，提高不锈钢的综合性能。
冷变形对奥氏体不锈钢材质分析仪组织和性能的影响
冷变形对奥氏体不锈钢材质分析仪组织和性能的影响
18-8型奥氏体不锈钢固溶处理之后冷加工变形，金属的组织发生了明显变化，不锈钢材质分析仪随着变形度的增加，原来为等轴的晶粒沿变形方向伸长，当变形量超过58%之后，各晶粒已不能辨别而形成冷加工纤维组织。
18-8型奥氏体不锈钢，不能通过热处理来进行强化，冷加工变形成为强化的重要方法，随着变形度的增加，其强度呈直线上升。
材料呈85%以上变形后，其强度增加3倍以上，不锈钢材料分析仪造成如此大变形强化效果，主要原因是位错密度的增加、位错组态的改变以及诱发马氏体相变的产生。
由于奥氏体不锈钢的层错能很低，只有13-18mJ/m2，其中的位错通常分解成甚宽的扩展位错，使交滑移很困难，形变后大量的位错杂乱地分布于晶体中，构成复杂的位错网络。
而且在变形中位错的增殖也十分显著，产生很强的硬化效应。
由于实验用钢的镍当量都在20.5%~25.5%之间，不锈钢成分分析仪属于亚稳定奥氏体，所以在变形过程中有形变诱发马氏体产生。
对于3YC36，由于镍当量高于25.5%~26%，属于稳定奥氏体，所以加工时不会引起诱发马氏体转变。
马氏体条间的残余奥氏体是韧性相，它可以使裂纹传播经过马氏体条间时产生较大的塑性变形，消耗更多的塑性功，使裂纹钝化。
同时当马氏体板条越细小，引起的强化作用越大，同时也起到改善不锈钢材质分析仪韧性的作用。
南京第四分析仪器有限公司中心试验室发布。
材料深冷处理的作用
材料深冷处理的作用
深冷处理在材料科学中是一种重要的处理方法，主要在改善材料的性能方面起到重要作用。
以下是深冷处理在材料中的作用：
1. 促进奥氏体向马氏体转变，并使马氏体组织更加稳定。
2. 使得合金材料中马氏体内分布更多、更细的碳化物硬质点，合金的组织变得更均匀、更致密、更细化。
3. 使材料本身存在的微小缺陷（如微孔、应力集中部位）产生塑性变形，复温过程中在空位表面产生残余应力。
这种残余应力可以减轻缺陷对材料局部强度的损害，最终提高材料力学性能。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅深冷处理相关的学术文献或咨询材料学专家。
超级马氏体不锈钢中奥氏体相含量对性能的影响
超级马氏体不锈钢中奥氏体相含量对性能的影响超级马氏体不锈钢是一种具有优异性能的新型材料，具备了高强度、耐腐蚀等特点。
而其中奥氏体相含量是影响其性能的一个重要因素。
本文将对超级马氏体不锈钢中奥氏体相含量对其性能的影响进行详细论述和分析。
首先，了解超级马氏体不锈钢的特性是必要的。
超级马氏体不锈钢是一类由奥氏体相和马氏体相组成的双相合金材料。
奥氏体相在超级马氏体不锈钢中具有良好的塑性和延展性，影响着材料的加工性和强度。
因此，奥氏体相含量的变化对超级马氏体不锈钢的性能有显著影响。
其次，我将从机械性能、耐蚀性和磁性能三个方面探讨奥氏体相含量对超级马氏体不锈钢性能的影响。
首先，奥氏体相含量对超级马氏体不锈钢的机械性能有着重要影响。
随着奥氏体相含量的增加，超级马氏体不锈钢的屈服强度和抗拉强度呈现增加的趋势。
这是由于奥氏体相具有良好的延展性和塑性，增加了材料的冲击韧性和抗拉伸性能。
同时，奥氏体相的存在也影响着材料的硬度和耐磨性。
研究表明，适当增加奥氏体相含量可提高超级马氏体不锈钢的磨损抗力和硬度，增强材料的使用寿命和耐久性。
其次，奥氏体相含量还会对超级马氏体不锈钢的耐蚀性能产生重要的影响。
超级马氏体不锈钢的抗腐蚀性能是其在实际应用中的重要指标之一。
研究发现，适当增加奥氏体相含量可提高超级马氏体不锈钢的耐蚀性能。
这是因为奥氏体相的存在可以提供额外的阻隔层，防止溶液中的腐蚀介质侵入材料内部。
此外，奥氏体相还能降低超级马氏体不锈钢的敏化倾向，提高其抗应力腐蚀开裂能力。
最后，奥氏体相含量对超级马氏体不锈钢的磁性能也有着一定的影响。
研究表明，奥氏体相的存在会降低超级马氏体不锈钢的磁性。
随着奥氏体相含量的增加，材料的磁化强度逐渐降低。
这可以使超级马氏体不锈钢在某些应用领域，如电子设备等，具备抗磁性等特点。
综上所述，奥氏体相含量对超级马氏体不锈钢的性能具有重要的影响。
适当的奥氏体相含量可以提高材料的机械性能、耐蚀性能和抗磁性能，从而增强其应用价值。
时效与冷处理对热处理变形的影响
时效与冷处理对热处理变形的影响---对于精密零件和测量工具,为了在长期使用过程中,保持精度和尺寸稳定,往往需要进行冷处理和回火,以便使其组织更加稳定,因此,了解回火工艺和冷处理对工件在时效过程中的变形规律,对于提高这类工件的热处理质量有重要意义。
冷处理使残余奥氏体转变为马氏体导致体积膨胀;低温回火和时效一方面促使∈-碳化物析出和马氏体分解使体积收缩,另一方面引起一定程度的应力松驰导致工件产生形状畸变。
钢的化学成分,回火温度和时效温度是影响时效过程中工作变形的主要因素。
化学热处理工件的变形---化学热处理工件的表面和心部成分和组织不同,具有不同的比体积和不同的奥氏体等温转变曲线,因此,其热处理变形的特点和规律不同于一般工件。
化学热处理工件的变形校正工作更难以进行。
化学热处理可以分为两类:一类在高温奥氏体状态下进行渗碳,热处理过程中有相变发生,工件变形较大。
另一类在低温铁素体状态下进行渗氮,热处理过程中除因渗入元素进入渗层形成新相外,不发生相变,工件变形较小。
渗碳工件的变形---渗碳工件通常用低碳钢和低碳合金钢制造,其原始组织为铁素体和少量珠光体,根据工件的服役要求,工件经过渗碳后需要进行直接淬火、缓冷重新加热淬火或二次淬火。
渗碳工件在渗碳后缓冷和渗碳淬火过程中由于组织应力和热应力的作用而发生变形,其变形的大小和变形规律取决于渗碳钢的化学成分、渗碳层深度、工件的几何形状和尺寸以及渗碳和渗碳后的热处理工艺参数等因素。
工件按其长度、宽度、高度(厚度)的相对尺寸可以分为细长件、平面件和立方体件。
细长件的长度远大于其横截面尺寸,平面件的长度和宽度远大于其高度(厚度),立方体三个方向的尺寸相差不大。
最大热处理内应力一般总是产生在最大尺寸方向上。
若将该方向称为主导应力方向,则低碳钢和低碳合金钢制造的工件,渗碳后缓冷或空冷心部形成铁素体和珠光体时,一般沿主导应力方向表现为收缩变形,收缩变形率约为0.08-0.14％。
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超级马氏体不锈钢是一种特殊的不锈钢，是在传 统马氏体不锈钢的基础上降低碳含量，同时添加适量 合金元素而发展起来的新钢种，因而这种钢具有较好 的耐腐蚀性、可焊接性。超级马氏体不锈钢典型的基 体金属显微组织为回火马氏体，这种低碳回火马氏体 组织具有很高的强度和韧性［1］。冷处理是一种常规 热处理的延续，是热处理的继续和补充。通常将在 － 60 ～ － 80 ℃ 的 处 理 温 度 定 义 为 浅 冷 处 理 （ shallow cryogenic treatment） ［2］。目前，冷处理在模具钢及工
98
材料热处理学报
第 36 卷
过 700 ℃ ） ，No. 1 钢曲线下降平缓，而 No. 2 钢曲线随
着回火温度的升高先缓慢后快速下降，即有 θ1 ＜ θ2 ＜ θ3 ，这说明经过逆变奥氏体含量的最大值，随着回火 温度的继续升高，会发生 α-γ 相变而重新转化为马
氏体，即逆变奥氏体的回溶。而 No. 2 钢形成逆变奥
中图分类号： TG142. 7
文献标志码： A
文章编号： 1009-6264（ 2015） 03-0096-05
Effect of cold treatment on microstructure and reversed austenite of
super martensitic stainless steel
氏体含量最大值温度区间整体升高，元素的扩散速度
更快，从而加速了组织中元素的均匀化，所以向马氏
体转变速度更快，即 θ1 ＜ θ2 ； 经过冷处理的 No. 2 钢， 当回火温度在 700 ～ 750 ℃ 时，原子间还有部分因冷
处理而对原子形成的束缚力，使原子不容易扩散至均
匀化，所以逆变奥氏体向马氏体的转变相对缓慢，当
Kunming 650093，China）
Abstract： The differences of microstructure and properties of super martensitic stainless steel heat treated by quenching and tempering （ steel No. 1） and quenching plus cold treatment and then tempering （ steel No. 2） were studied． The results show that the matrix is martensite in the steels treated by the two processes，but the martensitic laths are straighter and the size is smaller in steel No. 2． The amount of the reversed austenite increases first and then decreases for the differently heat-treated steels with the increasing of tempering temperature． The maximum reversed austenite amount occurs at tempering temperature of 650 ℃ and 700 ℃ for the steel No. 1 and steel No. 2，respectively． The number of Ni enriched fields in steel No. 2 is more than that in steel No. 1，but its concentration of Ni in the fields is lower than steel No. 1． The hardness decreases first and then increases both in steel No. 1 and steel No. 2 with the increase of tempering temperature． However，the hardness of steel No. 2 is lower than that of steel No. 1 at the same tempering temperature． Key words： super martensitic stainless steel； cold treatment； microstructure； hardness； reversed austenite DOI:10.13289/j.issn.1009-6264.2015.03.018
图 2 不同回火温度下逆变奥氏体含量 Fig． 2 Amount of reversed austenite of the tested steel
tempered at different temperatures
从图 2 还可看出，当回火温度超过逆变奥氏体含 量最大值温度时（ 即 No. 1 钢超过 650 ℃ ，No. 2 钢超
2 结果与讨论
2. 1 不同工艺对显微组织的影响 图 1 为 No. 1 钢（ 1050 ℃ 淬火 + 回火） ，No. 2 钢
（ 1050 ℃ 淬火 + 冷处理 + 回火） 随回火温度升高的显 微组织，回火温度为 500，600 和700 ℃ 。由图可知， No. 1、2 两钢组织均为回火马氏体，且随着回火温度 的升高，马氏体板条束变细。在相同回火温度下，经 过冷处理的 No. 2 钢回火马氏体板条更平直，尺寸更 小，且马氏体板条束更细。
第3 期
白 璇等： 冷处理对超级马氏体不锈钢组织及逆变奥氏体的影响
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理 + 回火，命名为 No. 2 钢。 热处理后的试样采用 XJP-30 型倒置式光学显
微镜 进 行 组 织 观 察，试 样 中 的 奥 氏 体 含 量 采 用 D / max ～ 3B 型 X 射线衍射仪测量，试验条件为： Co 靶、电 压 40 kV，电 流 30 mA。 采 用 XＲD （ X-ray diffraction） 、TEM（ Transmission electron microscope） 、 EDS（ Energy Dispersive Spectroscopy） 对 超 级 马 氏 体 不 锈 钢 中 逆 变 奥 氏 进 行 研 究 ，使 用 洛 氏 硬 度 计 测 试 洛氏硬度。
收稿日期： 2014-06-04； 修订日期： 2014-09-04 基金项目： 昆明理工大学校级基金（ 619320090024） 作者简介： 白 璇（ 1990—） ，女，主要从事超级马氏体不锈钢的基础 研究，E-mail： Zhangbai90@ 163． com。 通讯作者： 赵昆渝（ 1960—） ，女，博士生导师，主要从事钢铁材料、功 能材料和纳米材料方向的研究工作，E-mail： kyzhaoy@ sina． com。
图 1 不同回火温度下 No. 1 钢和 No. 2 钢的显微组织 （ a） ～ （ c） No. 1 钢； （ a'） ～ （ c'） No. 2 钢； （ a） 和 （ a'） 500 ℃ 回火； （ b） 和 （ b'） 600 ℃ 回火； （ c） 和（ c'） 700 ℃ 回火
Fig． 1 Microstructure of the tested steels tempered at different temperatures （ a） -（ c） steel No. 1； （ a'） -（ c'） steel No. 2； （ a） and （ a'） tempered at 500 ℃ ； （ b） and （ b'） tempered at 600 ℃ ； （ c） and （ c'） tempered at 700 ℃
温度升至 750 ℃ 时，温度的升高已经完全克服了由冷
处理带来的束缚，使扩散得以充分进行，即重新转化
为马氏体的速度也会加快。所以，此温度后曲线斜率
快速降低，即 θ2 ＜ θ3 。 由于合金元素的扩散是逆变奥氏体形成的主要原
因，尤其是奥氏体化元素。所以逆变奥氏体的变化趋
势可以用 Ni 原子的扩散来解释，随着回火温度的升
摘 要： 研究了淬火 + 回火（ No. 1 钢） 及淬火 + 冷处理 + 回火（ No. 2 钢） 两种处理工艺下，超级马氏体不锈钢组织和性能的差
异。结果表明： 两钢中基体组织均为回火马氏体，但经过冷处理的 No. 2 钢马氏体板条更平直，尺寸更小。在 No. 1、No. 2 钢中，随
回火温度的升高，逆变奥氏体含量的变化趋势都为先增高后降低。在 No. 1、No. 2 钢中逆变奥氏体达到最大值的回火温度分别为
650 ℃ ，700 ℃ 。No. 2 钢中 Ni 元素富集点含量比 No. 1 钢低，但 Ni 富集点数比 No. 1 钢多。No. 1、No. 2 钢的硬度变化趋势都为先
快速降低后缓慢回升，但在相同回火温度下，No. 2 钢的硬度值更低。
Байду номын сангаас
关键词： 超级马氏体钢； 冷处理； 组织； 硬度； 逆变奥氏体
BAI Xuan， ZHAO Kun-yu， JIANG Wen，LI Jun， LI Shao-hong， LI Zhi-dong
（ Faculty of Materials Science and Engineering，Kunming University of Science and Technology，
第36卷 第3期 2015年 3月
材料热处理学报
TＲANSACTIONS OF MATEＲIALS AND HEAT TＲEATMENT
Vol ． 36 No ． 3
March
2015