超低碳CR-NI马氏体不锈钢组织和性能研究
ZG06Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢叶片热处理工艺研究
ZG06Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢叶片热处理工艺研究周彤;卫心宏【摘要】研究了不同热处理工艺对ZG06Cr13Ni4Mo材质性能的影响.试验表明,该材质在1 010℃正火+605℃一次回火+580℃二次回火热处理后,各项性能指标达到最优,其组织为低碳马氏体+逆转变奥氏体,具有较高的强度、低温韧性和适合的硬度,并在应用大型叶片铸件热处理生产中,满足了产品性能要求.【期刊名称】《铸造设备与工艺》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】4页(P32-34,47)【关键词】ZG06Cr13NI4Mo;马氏体不锈钢;叶片【作者】周彤;卫心宏【作者单位】太原重工冶铸分公司,山西太原030024;太原重工冶铸分公司,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TG23大型叶片是水电水轮机中的关键零件，零件的服役条件较为恶劣，长期承受高压水流冲击、磨损和侵蚀，材质选择综合力学性能和耐侵蚀性能良好的ZG06C r13N i4M o马氏体不锈钢材质。
随着水电及相关铸件向大型化发展，对ZG06C r13N i4M o等不锈钢材质的性能提出了更高的要求。
为此，结合国内某水电设备企业ZG06C r13N i4M o大型叶片的生产试制，通过对材质化学成分的内控、热处理工艺对比试验和试验结果分析，确定了ZG06C r13N i4M o不锈钢材质优化的一次正火+两次回火热处理工艺，生产出满足高性能要求的铸件。
ZG06C r13N i4M o材质为高强度马氏体不锈钢，要求具有较高的力学性能、较好的低温冲击韧性。
为了提高材质的性能，对化学成分进行了内控，要求w（C）≤0.04%，w（P）≤0.025%，w（S）≤0.08%，并对气体含量进行控制。
表1为材质内控的化学成分范围和试样化学成分的分析结果，表2为材质气体含量内控要求和试样气体含量分析结果。
ZG06C r13N i4M o材质熔炼采用30 t电炉熔炼，25T L F炉精炼进行合金化、调整成分和温度，25T V O D炉进行脱碳除气，从而获得超低碳、成分均匀、纯净度高、有害气体含量低的钢水。
热处理对超低碳马氏体不锈钢焊缝熔敷金属性能的影响
热处理对超低碳马氏体不锈钢焊缝熔敷金属性能的影响摘要：超低碳马氏体不锈钢大型铸锻件最终回火热处理温度一般不超过600℃，因而其焊后回火热处理温度要低于600℃，一般为550~570℃，这样造成其焊接区的强度，比正常回火热处理温度下的强度、硬度偏高。
在限制条件下，为了尽量降低超低碳马氏体不锈钢铸件焊接接头的焊后残余应力，改善焊接接头的综合性能，进行了焊后回火热处理试验，分析了延长回火保温时间，对超低碳马氏体不锈钢焊缝强度、硬度、冲击韧性和组织的影响。
关键词：超低碳马氏体不锈钢铸件；焊缝熔敷金属；焊后回火热处理；强度；硬度；冲击韧度abstract: the super low carbon martensite stainless steel forging the final heat treatment temperature less than 600℃, the postweld heat treatment temperature lower than 600 ℃, usually 550~570℃, this caused the weld strength, than normal tempering heat treatment intensity, hardness higher temperatures. under the limiting conditions, in order to minimize the super low carbon martensite stainless steel welded joints of welding residual stress, improve the comprehensive properties of the welded joint, heat treatment after welding test was carried out, analysis of the extension of tempering time, influence of joint strength, hardness, impact toughness and microstructure of ultra low carbonmartensite stainless steel welding.keywords: super low carbon martensite stainless steel; weld metal; postweld heat treatment; strength; hardness; impact toughness中图分类号：tg441.3 文献标识码：a文章编号：2095-2104（2013）1前言：低碳马氏体不锈钢具有良好的淬透性、优良的室温和低温力学性能、腐蚀疲劳强度和动静态断裂韧性，是国内外大型水轮机铸件（上冠、下环、叶片等）广泛应用的材料。
N含量对Cr-Mo-V系超低碳贝氏体钢组织性能和析出行为的影响
Ｎ 含 量对 Ｃ ｒ — Ｍｏ — Ｖ 系超 低 碳 贝 氏体 钢 组 织 性 能 和 析 出行 为 的 影 响
Ｅｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ Ｎｉ ｔ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ Ｃｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ Ｐｒ ｅ ｃ ｉ ｐ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｂｅ ｈ ａ ｖ ｉ ｏ ｒ ，
ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｗｉ ｔ ｈ ｌ ｏｗ ｎｉ ｔ ｒ ｏｇ ｅ ｎ ｃ ｏ ｎｔ ｅ ｎｔ ｉ ｓ ｇｒ ａ ｎ ｕｌ ａ ｒ ｂ ａ ｉ ｎｉ ｔ ｅ，ｗｈ ｉ ｌ ｅ ｔ ｈｅ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｗｉ ｔ ｈ ｈ ｉ ｇ ｈ ｎ ｉ ｔ ｒ ｏ ｇｅ ｎ ｃ ｏｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｓ ｇｒ ａ ｎｕ—
伟， 张恒磊
（ 北京科 技 大学 冶金 工程研 究 院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）
Ｌ Ｉ Ｘｉ ａ ｏ — ｌ ｉ ｎ， ＣＡＩ Ｑｉ ｎ ｇ — ｗｕ， ＹＵ Ｗｅ ｉ ， ＺＨＡＮＧ Ｈｅ ｎ ｇ — ｌ ｅ ｉ
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改变Cr、Ni配比电弧炉冶炼超低碳不锈钢HoCr19Ni12Mo2
改变Cr、Ni配比电弧炉冶炼超低碳不锈钢
HoCr19Ni12Mo2
杜学丽;马叙
【期刊名称】《天津理工学院学报》
【年(卷),期】1999(15)2
【摘要】冶炼超低碳不锈钢因含碳极低（Ｃ≤０．０３０％）而使冶炼难度相当大，本文以ＨｏｏＣｒ１９Ｎｉ１２Ｍｏ２为例论述了通过调氧化前Ｃｒ、Ｎｉ的配比来降低氧化终点温度。
【总页数】3页(P104-106)
【关键词】超低碳;不锈钢;氧化终点温度;电弧炉冶炼
【作者】杜学丽;马叙
【作者单位】天津理工学院材料科学与工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TF764.1
【相关文献】
1.超低碳双相不锈钢00Cr14Ni5Mo3Al冶炼工艺研究 [J], 赵杰;郭淑娟;张秀丽
2.LF-VOD冶炼超低碳不锈钢00Cr13Ni5Mo的生产实践 [J], 葛宁;田丰;谢全胜;张腾飞;张卫生;李云飞
3.Consteel电弧炉-AOD二步法冶炼300系Cr-Ni奥氏体不锈钢的工艺优化 [J], 高玉来;李闯
4.改变Cr,Ni配比电弧炉冶炼超低碳不锈钢HooCr19Ni12Mo2 [J], 杜学丽;马叙
5.超低碳不锈钢00Cr18Ni10和00Cr17Ni14Mo2（Mo3）无缝管加工工艺探讨[J], 赵长华;梁俊恒
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反复焊接对超低碳奥氏体不锈钢力学性能的影响研究
反复焊接对超低碳奥氏体不锈钢力学性能的影响研究项阳（上海氯碱股份有限公司，上海200241）陈进, 王印培, 孙晓民（华东理工大学化机研究所，上海200237）摘要：通过对反复焊接1-5次的超低碳奥氏体不锈钢的力学性能试验及金相组织分析，研究了反复焊接对超低碳奥氏体不锈钢的力学性能的影响。
试验结果表明，超低碳奥氏体不锈钢在选择合适的焊接材料、焊接工艺和焊接方法的前提下，同一部位可反复焊接5次，而不会明显影响其力学性能。
关键词：超低碳奥氏体不锈钢；反复焊接；力学性能INVESTIGA TION OF THE EFFECT OF REWELDING ON MECHANICALPROPERTIES OF UL TRA-LOW CARBON AUSTENITIC ST AINLESS STEELXIANG Y ang(Shanghai Chlor-Alkali Chemical Co. Ltd, shanghai 200241, China)CHEN Jin, W ANG Yin-pei, SUN Xiao-ming（Research Institute of Process Equipment & Pressure Vessel, ECUST, Shanghai 200237, China）Abstract: An investigation was made on the effect of rewelding on mechanical properties of Ultra-low carbon austenitic stainless steel based on mechanical propertiestest and microstructure examination. Study shows that 5 times of rewelding at the sameposition will not have evident influence on Ultra-low carbon austenitic stainless steel, ifthe proper weld procedure, proper welding material and proper weld technique wereadopted.Keywards: Ultra-low carbon austenitic stainless steel; Rewelding; Mechanicalproperties焊接是压力容器生产制造过程中不可缺少的关键制造工艺过程之一。
超马氏体不锈钢牌号
超马氏体不锈钢牌号传统的马氏体不锈钢2～4Cr13和1Cr17Ni2缺乏足够的延展性，在冷顶锻变形过程中对应力十分敏感，冷加工成型比较困难。
加之钢的可焊性比较差，使用范围受到了限制。
为克服马氏体钢的上述不足，近年人们已找到一种有效途径：通过降低钢的含碳量，增加镍含量，开发了一个新系列合金钢—超马氏体钢。
这类钢抗拉强度高，延展性好，焊接性能也得到改善，因此超马氏体钢又称为软马氏体钢或可焊接马氏体钢。
超马氏体钢的典型显微组织为低碳回火马氏体组织，这种组织具有很高的强度和良好的韧性。
随镍含量和热处理工艺的变化，某些牌号的超马氏体钢显微组织中可能有10～40%的细小弥散状残余奥氏体，含铬16%的超马氏体钢中可能出现少量的δ铁素体。
进一步改善超马氏体钢性能的途径是获得晶粒更细的回火马氏体组织。
近年来，各国不锈钢生产企业在开发低碳、低氮超马氏体钢方面做了很大努力，生产出一批适用于不同用途的超马氏体不锈钢，几种典型的超马氏体钢化学成分。
超马氏体钢的成分特点是在13%或17%Cr基础上降低C含量。
（＜0.03%或＜0.025%）和S含量（＜0.01%或＜0.005%），增加Ni（4～6.5%）和Mo（最高2.5%）改善钢的焊接性能、韧性、耐蚀性能。
为获得好的低温性能，减少甚至完全消除显微组织中的铁素体是极为重要的，随着对低温冲击性能要求加严（从－20℃降到－40℃）应选用Ni含量更高的牌号，同时在热加工过程应控制加热温度（＜1250℃）和加热时间，防止产生高温δ铁素体相。
一般说来超马氏体钢锻造性能优于同类马氏体钢，即使锻造温度偏低，也可以生产出无裂纹钢坯。
br> 与马氏体钢相比，超马氏体钢盘条的强度、硬度和塑性均高出很多，并且无论是用完全退火还是球化退火的方法，都无法将盘条的强度（硬度）降到马氏体钢的水平。
超马氏体推荐采用650℃左右，长时间保温，然后空冷的退火工艺来实现软化，盘条退火后虽然强度（硬度）高，但拉拔塑性很好（断面收缩率＞40%），可以按常规工艺拉拔。
Cr-Ni系马氏体不锈钢的化学成分及性能特点
Cr-Ni系马氏体不锈钢的化学成分及性能特点由于Fe-Cr-C系马氏体不锈钢的性能的局限性，不能满足使用要求，于是，人们就采用另外的奥氏体形成元素Ni或N来取代部分C以改善马氏体不锈钢的组织和性能，这就得到了Cr-Ni系马氏体不锈钢。
以Ni代C，就可以得到低碳、以至于超低碳马氏体不锈钢，改善了钢的塑、韧性，给提高Cr含量以改善耐腐蚀性提供了可能，也给加入其他合金元素提高其他性能（如加Mo可提高强度及耐腐蚀性）提供了可能。
因此，低碳、超低碳和高Cr的高性能（包括高的力学性能、焊接性及耐腐蚀性）马氏体不锈钢，一般就是Cr-Ni系马氏体不锈钢。
镍是奥氏体形成元素，在铁素体不锈钢中以Cr/Ni=3/1的比例加入镍（如12Cr4Ni及15Cr5Ni）之后，在从液态冷却时，首先结晶为δ铁素体。
在铬含量低于wcr＜20%的情况下，继续冷却，就会发生δ→γ转变，将完全转变为奥氏体。
但实际上，将会残留少量过冷δ铁素体。
δ→γ转变结束后，继续冷却，就会发生γ→α转变，将完全转变为马氏体。
但实际上，将会残留少量奥氏体。
根据合金成分不同，将会有1%~10%的残留奥氏体。
与铬铁素体不锈钢不同的是，这种马氏体由于含碳量低，而且含有镍，从而有较高的韧性和一定的硬度（350~400HV）。
这种钢的马氏体转变温度比铬铁素体不锈钢低（200~250℃）。
因此，这类马氏体不锈钢的组织为低碳马氏体+少量过冷δ铁素体+残留奥氏体。
退火后，韧性提高而硬度和抗拉强度下降。
低碳Cr-Ni系马氏体不锈钢的平均化学成分。
这种钢一般都经过淬火+回火处理。
淬火温度一般为950~1050℃，随后的回火温度为600℃。
在回火过程中会形成细小弥散分微信公众号：hcsteel布的稳定的残留奥氏体。
可见，经回火后，含有最多的细小弥散分布的稳定的残留奥氏体，将使韧性提高，强度下降。
根据钢种级别不同，回火温度可能有所不同，但回火效果是明显的。
值得重视的是13Cr4Ni及13Cr6Ni这两种钢，（实为12Cr4Ni及12Cr6Ni）给出了改进的舍夫勒图中标出了它们的位置。
镍和铬在不锈钢中的主要作用
镍在不锈钢中的主要作用镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。
在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构，从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性，所以镍被称为奥氏体形成元素。
普通碳钢的晶体结构称为铁氧体，呈体心立方(BCC)结构，加入镍，促使晶体结构从体心立方(BCC) 结构转变为面心立方(FCC)结构，这种结构被称为奥氏体。
然而，镍并不是唯一具有此种性质的元素。
常见的奥氏体形成元素有：镍、碳、氮、锰、铜。
这些元素在形成奥氏体方面的相对重要性对于预测不锈钢的晶体结构具有重要意义。
在不锈钢中，有两种相反的力量同时作用：铁素体形成元素不断形成铁素体，奥氏体形成元素不断形成奥氏体。
最终的晶体结构取决于两类添加元素的相对数量。
铬是一种铁素体形成元素，所以铬在不锈钢晶体结构的形成上和奥氏体形成元素之间是一种竞争关系。
因为铁和铬都是铁素体形成元素，所以400系列不锈钢是完全铁素体不锈钢，具有磁性。
在把奥氏体形成元素-镍加入到铁-铬不锈钢的过程中，随着镍成分增加，形成的奥氏体也会逐渐增加，直至所有的铁素体结构都被转变为奥氏体结构，这样就形成了300系列不锈钢。
如果仅添加一半数量的镍，就会形成50%的铁素体和50%的奥氏体，这种结构被称为双相不锈钢。
400系列不锈钢是一种铁、碳合铬的合金。
这种不锈钢具有马氏体结构和铁元素，因此具有正常的磁特性。
400系列不锈钢具有很强的抗高温氧化能力，而且与碳钢相比，其物理特性和机械特性都有进一步的改善。
大多数400系列不锈钢都可以进行热处理。
300系列不锈钢是一种含有铁、碳、镍和铬的合金材料，一种无磁性不锈钢材料，比400系列不锈钢具有更好的可锻特性。
由于300系列不锈钢的奥氏体结构，因此它在许多环境中具有很强的抗腐蚀性能，具有很好的抗金属超应力引起的腐蚀所造成的断裂的性能，而且其材料特性不受热处理的影响。
不锈钢是20世纪重要发明之一，经过近百年的研制和开发已形成一个有300多个牌号的系列化的钢种。
低碳马氏体
低碳马氏体显微组织性能及处理工艺锻轧后空冷：贝氏体+马氏体+铁素体性能:σ=828MPa;σ=1049MPa -室温冲击功96J制造汽车时的轮托架锻轧后直接淬火并回火：低碳回火马氏体σ=935MPa;σ=1197MPa室温冲击功50J，－40℃的冲击功32J,制造汽车操作杆具有高强度,高韧性和高的疲劳强度,适用于工程机械运动的部件和低温下适用部件2，低碳马氏体的合金化低碳加入Mo Nb V B等与合理的Mn、Cr配合提高淬透性,Nb还细化晶粒BHS系列：Mn-Mo-Nb 成分：c：0.1%，Mn1.8%，Mo0.45%，Nb0.05%Mn-Si-Mo-V-Nb系列铁素体-马氏体双相钢特征：显微组织：铁素体+岛状马氏体+少量残奥性能特点：1，低的屈服强度一般不超过350Mpa2, ε曲线是光滑的,没有屈服平台,更没有锯齿形屈服现象3，高的均匀加延伸率和总延伸率,在24%上4，高的加工硬化指数,你>0.245，高的塑性变化双相组织或得方法1热处理双相处理刚在Ac1与Ac3双相区加热,组织为α﹢γ,随加热温度升高,钢种---相增加,在冷却过程中，保证转变产物α﹢M而不是α﹢P双相钢的力学性能与组织有密切的关系,钢的化学成分,亚临界区加热温度,最终冷却速度,将起决定性作用热轧双相钢热轧后从A状态冷却时,先形成70—80%的多边形铁素体,使未转变的A有足够稳定性，避免发生珠光体和贝氏体相变,在以后冷却转变变成M工艺要求：合理设计合金成分和实现控轧与控冷双相钢优异性能的原因屈服强度和高应变硬化率的原因存在三种可能首先在马氏体区域存在残余应力,这些应力来源于快速冷却时马氏体相变的体积和形状变化其次，由于这些体积和形状变化效应,使周围铁素体经受塑性变形,导致铁素体中存在高密度的可动位错。
再次,伴随着马氏体的残余奥氏体，在成形操作时,发生应变诱发马氏体相变。
双相钢的典型成分和用途化学成分：W（c）0.04-0.1.% W﹙Mn﹚0.8-1.8% W﹙Si﹚0.9-1.5% W﹙Mo﹚0.3-0.4% W﹙Cr﹚0.4-0.6%用途：强度成形性的综合性能好,满足汽车冲压成形件的要求。
回火温度对超级马氏体不锈钢组织的影响
回火温度对超级马氏体不锈钢组织的影响周永恒;王丽【摘要】根据合金元素相图设计出一种超级马氏体不锈钢.将其作为实验用钢.让实验钢经历1050℃淬火,又经历750℃以下回火,这时板条马氏体发生分解,得到回火马氏体组织,它保留了在原板条马氏体中的位相.实验钢在回火后,有逆变奥氏体产生.随着温度的增加,奥氏体含量先增加后减少,在650℃时,含量达到最高峰即28.04％.随着回火温度的提升,奥氏体晶粒逐渐增大,由45.7μm增长至62.1 μm.【期刊名称】《开封大学学报》【年(卷),期】2018(032)002【总页数】4页(P88-91)【关键词】回火马氏体;逆变奥氏体;奥氏体晶粒【作者】周永恒;王丽【作者单位】开封大学功能材料研究中心,河南开封475004;开封大学功能材料研究中心,河南开封475004【正文语种】中文【中图分类】TG142.710 引言超级马氏体不锈钢（Supermartensitic Stainless Steel，简称SMSS）是一系列超低碳马氏体不锈钢的统称.超低碳马氏体不锈钢的初始概念产生于20世纪50年代初.人们为了提高发电机叶轮的焊接性能，降低了制造叶轮的原材料“传统马氏体不锈钢”中碳元素的含量（使含量降低到0.07%以下）；另外，加入了一定量的镍元素和钼元素，使钢的强度、硬度得到提高，同时改善了钢的韧性［1］［2］.本文根据合金元素相图设计出一种超级马氏体不锈钢.下面研究一下不同回火温度对超级马氏体不锈钢组织的影响.1 实验材料本文所设计的超级马氏体不锈钢含有多种元素.将制造这种不锈钢所用的原材料放入真空感应炉（SZRL-50）中进行熔炼，然后铸锭.该不锈钢锭为15mm×10mm 圆柱状.其成分如表1所示.表1 实验用钢设计成分（wt%）C Mn Si Cr Ni Mo Cu设计成分0.02 0.4 0.2 15.0 6.5 2.0 1.52 实验结果与讨论2.1 回火温度对组织的影响对实验用钢，在1050℃保温0.5h条件下进行油淬，然后分别在550℃、600℃、650℃、700℃、750℃保温2h条件下进行回火.其显微组织如图1所示.实验用钢在回火后产生回火马氏体组织.从图1中可以看到，板条马氏体组织随着回火温度的增加逐渐分解，由此得到的回火马氏体组织越来越细小.在650℃时，原来较大的板条马氏体消失（说明它已充分细化），而细小的回火马氏体仍保留着原板条马氏体的位相.通过XRD对经1050℃油淬，又经不同温度回火处理的试样进行奥氏体含量的分析检测，结果如图2和表2所示.由该图和该表可知，钢中奥氏体的含量随回火温度的升高，先增加后减少，最高峰28.04%在650℃时出现.经油淬的实验用钢，其中的残余奥氏体含量为1.94%.经回火处理的实验用钢，其中的奥氏体含量增加，由此而产生的奥氏体称为逆变奥氏体.在相对较低温度的状态下，由于相变驱动力自由能差比较小，所以产生的逆变奥氏体很少.大量的奥氏体化元素通过扩散作用聚集在逆变奥氏体中，大大提高了逆变奥氏体的稳定性，降低了马氏体转变温度.随着回火温度的升高，逆变奥氏体含量逐渐增加，但是，相应的，逆变奥氏体中奥氏体化元素的浓度降低了，这就使得钢的热稳定性减弱，马氏体转变温度提高.实验证实，在650℃及其以下温度回火时，实验钢在室温空冷过程中不向马氏体转变，意即回火产生的逆变奥氏体能够在常温下全部保留.但是，在650℃以上回火时，产生的逆变奥氏体中的一部分在随后的冷却过程中，会转变成未回火马氏体.图1 试样在1050℃油淬和不同温度回火情况下的金相显微组织（a）550℃回火，（b）600℃回火，（c）650℃回火，（d）700℃回火，（e）750℃回火图2 奥氏体含量与回火温度的关系示意图表2 不同热处理条件下的奥氏体含量（%）热处理工艺1050℃，0.5h 1050℃，0.5h＋750℃2h奥氏体含量1050℃，0.5h＋550℃2h 1050℃，0.5h＋600℃2h 1050℃，0.5h＋650℃2h 1050℃，0.5h＋700℃2h 1.94 10.21 21.37 28.04 24.47 21.56经过回火热处理的实验钢，其逆变奥氏体的含量与高温加热时奥氏体的转变量和在回火后冷却过程中奥氏体的稳定性有关［3］.钢在As—Af间回火时，由于马氏体向奥氏体转变的驱动力和自由能比较大，因此逆转变所产生的奥氏体的含量比较多.随着逆转变所产生的逆变奥氏体的含量不断增多，逆变奥氏体当中一些奥氏体化元素富集的区域和一些发生分解的碳化物区域都发生了均匀扩散，降低了奥氏体化元素在逆变奥氏体内的浓度，同时也减弱了逆变奥氏体的稳定性，因此在随后的室温空冷过程中奥氏体容易重新转变成马氏体，这样就降低了室温下逆变奥氏体的含量.当实验钢在较低温度回火时，奥氏体化元素的浓度在新产生的逆变奥氏体中较高，这使得逆变奥氏体有较高的稳定性，在冷却过程中向马氏体转变比较困难［3］［4］；同时，由于在低温下马氏体向奥氏体转变的量比较少，因此在室温下获得的逆变奥氏体的量也比较少.据以上分析，在As—Af间回火时，室温下逆变奥氏体的含量随着回火温度的升高，先增加后减少，因此在此温度区间必定有一个回火温度，它可以使奥氏体含量达到最高值［4-6］.2.2 回火温度对奥氏体晶粒的影响表3给出了实验用钢在1050℃保温0.5h油淬，750℃以下保温2h回火条件下得到的奥氏体晶粒的尺寸，图3则更加直观地显示出不同回火温度与奥氏体晶粒尺寸的对应关系.由图3和表3可知，随着回火温度的升高，奥氏体晶粒逐渐增大，奥氏体晶粒尺寸从45.7μm增长到62.1μm.650℃以下回火过程中，晶粒长大速度较快，呈直线上升状态；而650℃以上回火过程中，奥氏体晶粒尺寸长大速度变缓.这是由于回火时，富铬碳化物在马氏体边界析出，使得其周围区域的Gr元素含量降低，而Ni元素的浓度随之升高，其目的是进行补充，另外，该区域还有少量镍固溶在碳化物中，因此该区域的奥氏体化元素浓度较高，原奥氏体晶粒中奥氏体化元素镍的大量存在，对晶粒长大起着加速作用.随着回火温度升高，奥氏体发生扩散，成分逐渐均匀，奥氏体中奥氏体化元素的浓度逐渐降低，因此原奥氏体晶粒长大的速度变缓.图3 不同回火温度与奥氏体晶粒尺寸的对应关系示意图表3 1050℃淬火和不同温度回火条件下得到的奥氏体晶粒的尺寸回火温度（℃）550 600 650 700 750奥氏体晶粒尺寸（μm）45.7 49.8 57.1 60.6 62.13 结论1）对实验钢，在1050℃时油淬，然后在500℃以上回火.随着温度的升高，板条马氏体逐渐被分解，得到细小的回火马氏体组织，它仍保留在原板条马氏体中的位相.2）实验钢在回火后有逆变奥氏体产生.钢中奥氏体含量随回火温度的升高，先增加后减少，最高峰28.04%出现在650℃回火时.3）奥氏体晶粒随回火温度的升高逐渐长大.650℃以下回火时，钢中奥氏体晶粒长大的速度比较快，呈直线上升状态；650℃以上回火时，奥氏体晶粒长大速度变缓. 参考文献：【相关文献】［1］康喜范.超级马氏体不锈钢［J］.不锈，2011（2）：27-33.［2］娄延春.一种新型水轮机用铸造低碳马氏体不锈钢ZG06Crl0Ni4Mo［J］.铸造，2005，54（11）：1073-1075.［3］王培，陆善平，等.低加热速率下ZG06Crl3Ni4Mo低碳马氏体不锈钢回火过程的相变研究［J］.金属学报，2008，44（6）：681-685.［4］业冬，李俊，等.含W的Cr15型超级马氏体不锈钢组织性能分析［J］.深圳大学学报（理工版），2012，29（3）：258-263.［5］易邦旺，钱学君.镍含量对13cr型低碳马氏体不锈钢性能的影响［J］.金属功能材料，1997（2）：75-78.［6］陶宇，刘建涛，张国星，等.晶粒度对FGH4096合金性能的影响［A］.第十一届中国高温合金年会论文集［C］.2007.。
含镍马氏体不锈钢介绍
N 1.50~2.5 0
机械性能： 标准 状态 σb/MPa δ5/% 硬度 HB 680~700℃回火，空冷 GB1220 950~1050℃油冷 ≥1080 ≥10 ≤285 275~350℃回火 a.热加工，该钢的导热性较差，低于850℃加热时应缓慢。适宜的热加工温度为 1130~1180℃，终加工温度应大于850 ℃，热加工后需缓冷或及时进行退火。 b.冷加工，该钢的冷加工硬化程度较大，冷加工微裂纹敏感性大，冷拉时， 变形量应控制在11%~18%，冷拉后应在8h 内退火。 c.焊接，不适于焊接，如若焊接，焊前需经500~600℃预热，焊后必须热处 理。 OOCr13Ni5Mo 是在 CA-6NM 铸钢基础上发展的超低碳马氏体不锈钢。它具有良好 的强度、韧性、可焊性及耐磨蚀性能。此钢一改高碳马氏体以形成碳化物的强化 手段，而以具有高韧性的低碳马氏体的形成并以镍、铝等合金元素补充强化为主 要强化手段。 通过适当的热处理使之具有低碳板条状马氏体与逆转变奥氏体的复 合组织，从而既保留了高的强度水平又具有良好的韧性和可焊性。本钢适用于厚 截面尺寸且要求具有良好可焊性的使用条件，如大型水电站转轮、转轮下环以及 石油工业耐蚀管线等。对于一些小截面尺寸的应用，钢的含碳量可适当提高。 化学成分 C Si Mn P S Cr Ni Mo 0.4~1. ≤0.03 ≤0.03 12.00~14 4.0~6.0 ≤0.03 ≤0.80 0.5~1.0 0 5 5 .0MPa σ0.2/MPa ψ/% 硬度 HB 备注 中国技术 ≥540 ≥686 ≥40 ≥240 正火回火 条件 a.热加工,00Cr13Ni5Mo 具有良好的热加工性能，热加工工艺参数同一般的18一8 型奥氏体不锈钢，可顺利生产锻件、板、管等。厚板的热成形宜在700℃~1000℃ 进行。 b.冷加工,可进行冷轧、冷拔、冷弯等成形操作。 c.热处理,sus310通常采用淬火(正火)斗回火的热处理工艺， 淬火或正火的温度 为1080℃,回火温度为6O0℃ ,淬火和回火的保温时间视产品的截面尺寸而定。在 600℃以上的温度回火在原奥氏体晶界上将有析出相沉淀，随温度的提高析出相 愈加粗化，而且伴随着逆转变奥氏体量下降，这一结果将有损于钢的塑韧性。 d.焊接,00Cr13Ni5Mo 具有良好的焊接性能，可采用 GTAW, GMAW ,SMAW 等方法焊接，不需焊前预热和焊后热处理。配套焊接材料为00Cr17Ni6Mo。特厚 板经多道次焊接，其热影响区仍具有良好的综合力学性能，耐蚀性亦保持在足够 高的水平。 00Cr13Ni5Mo 主要用于需焊接的高强度承力部件。在大型水电站中，已成 功用于耐磨蚀转轮和转轮下环;在石油工业中用于耐 CO2、H2S 腐蚀并需现场焊 接的管线;在核工业中应用于压水堆2、3级辅助泵传动轴和控制棒驭动机构。 相关文章推荐：sus630不锈钢 Sus420不锈钢——马氏体钢 sus310奥氏体不锈钢
热处理对ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢组织与性能的影响_周庆
第37卷第6期2012年6月HEAT TREATMENT OF METALSVol.37No.6June 2012热处理对ZG06Cr13Ni4Mo 不锈钢组织与性能的影响周庆1，2，樊新民1，杨柯2，单以银2（1.南京理工大学材料科学与工程学院，江苏南京210094； 2.中国科学院金属研究所，辽宁沈阳110016）摘要：研究了不同正火温度、回火保温时间和冷却方式对低碳马氏体不锈钢ZG06Cr13Ni4Mo 组织与力学性能的影响。
利用光学金相显微镜（OM ）、扫描电子显微镜（SEM ）、透射电子显微镜（TEM ）、X 射线衍射仪（XRD ）对材料的微观组织和结构进行了研究。
进行了室温拉伸和0ħ冲击试验，并用SEM 观察了断口形貌。
结果表明，正火温度对ZG06Cr13Ni4Mo 不锈钢组织与性能有显著影响。
在γ+δ两相区正火时，会生成高温δ铁素体，并且δ在随后的热处理中不能被消除，即使很少的铁素体（1%），也会极大损害材料的韧性。
采用较快冷却时，材料的韧性较高而强度较低；较长时间的回火保温，材料的强度较低，与较短时间保温下相比韧性没有明显差别。
关键词：ZG06Cr13Ni4Mo 不锈钢；热处理；组织与性能中图分类号：TG161文献标志码：A文章编号：0254-6051（2012）06-0055-05Effects of heat treatment processes on microstructure andmechanical properties of ZG06Cr13Ni4Mo stainless steelZHOU Qing 1，2，FAN Xinmin 1，YANG Ke 2，SHAN Yiyin 2（1.School of Material Science and Engineering ，Nanjing University of Science and Technology ，Nanjing Jiangsu 210094，China ；2.Insititute of Metal Research ，Chinese Academy of Sciences ，Shenyang Liaoning 110016，China ）Abstract ：Effects of different normalizing temperatures ，tempering temperatures and holding times ，cooling rates on microstructure and mechanical properties of low carbon martensite stainless steel ZG06Cr13Ni4Mo was studied．Microstructure and phase composition of the steel were observed by OM ，SEM ，TEM and XRD．Room temperature tensile test and 0ħimpact test were carried out ，and fracture morphology of the steel was characterized by SEM．The results show that the normalizing temperature has a great influence on the low carbon martensite stainless steel．When the normalizing temperature reaches γ+δdual phase region ，δferrite is formed and it ’s hard to be eliminated during the following heat treatment processes．Even very low content of δferrite （about 1%）will do harm to toughness of the steel．Under faster cooling rate ，the steel can obtain higher toughness and lower strength．A longer time tempering induces lower strength ，while the ductility has no significant difference compared to shorter time tempering．Key words ：ZG06Cr13Ni4Mo stainless steel ；heat treatment ；microstructure and mechanical property收稿日期：2011-11-21作者简介：周庆（1988—），男，江苏泰兴人，硕士研究生，主要从事钢铁材料热处理工艺的研究。