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化学成分和热处理工艺对转子用403不锈钢组织和性能的影响

时间:2015-08-21 17:06:00 编辑:黄金城gcgc手机版 浏览:
黄金城gcgc手机版2015-08-21讯:

 403不锈钢属于12%Cr型马氏体黄金城娱乐gcgc平台,具有高强度、较高的中温耐热性、优良的加工性能和焊接性等,在火电蒸汽涡轮、透平叶片、电机转子等方面有广泛的应用。根据转子用钢的力学性能和磁性能要求,在实验室采用不同的成分设计和合金化,使用真空感应的冶炼工艺,经锻造、热处理后,试验并分析了3种Ni、N元素含量不同的试验钢在不同热处理制度下的组织、力学性能及磁性能,得到了Ni及N元素对403不锈钢力学性能和磁性能的影响规律,为该钢的工业化生产应用提供理论支撑。

根据添加合金的种类和含量不同分为试验钢1~3。与试验钢1相比,试验钢2的Ni含量较高,试验钢3的N含量较高。试验钢采用200kg真空感应炉冶炼。为保证试验对比效果,在冶炼过程严格控制钢的合金元素成分偏差。将试验钢铸锭锻造成Φ120mm圆棒,在1/2半径处钻取样屑分析其化学成分;同样在此处取棒材纵向力学性能试样,经多种热处理后测定其抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率和冲击吸取功,并进行金相分析;在棒材中心部位取样,制成外径D=6mm、内径d=5.5mm、高h=6mm的磁性能试样,使用MAST2010软磁直流测量仪测试其在一定磁场强度下的磁感应强度。使用Neophot-21型光学显微镜拍摄金相照片;采用向PHILIPS APD-10型X射线衍射仪(XRD,Co Ka)进行残余奥氏体量的测量。在H8000型透射电子显微镜(TEM)进行观察,使用日立S-4300型场发射扫描电镜(SEM)观察形貌。冶炼后试验钢的主要化学成分如表1 所示,采用的热处理工艺为:950~1000℃×1h油冷+720~750℃×3h油冷。
表1  试验钢的化学成分(质量分数%)
试验钢
C
Mn
Si
Cr
Ni
Mo
N
1
0.11
0.44
0.32
12.30
0.15
0.50
0.0043
2
0.11
0.45
0.33
12.32
0.40
0.31
0.0043
3
0.11
0.58
0.31
12.27
0.16
0.30
0.0330
 
试验结果表明,添加Ni、N元素可以显著提高试验钢的力学性能、导磁性能,特别是冲击值等塑韧性指标;添加N元素可以明显提高试验钢在低磁场强度下的磁感应强度,而在高磁场强度下添加Ni元素更加有利。并对Ni、N元素的强化机制也进行了一定探讨,在此类Cr13系马氏体黄金城娱乐gcgc平台中,Ni元素的主要作用是降低C在基体中的固溶度从而增加了马氏体量和碳化物的含量,因此可以轻微增加强度;N元素的作用主要是固溶强化,并在回火时与C一起生成碳、氮化物。在高于700℃回火时,N迅速产生脱溶沉淀,加速了钢的软化,但可以提高钢的持久强度,降低蠕变量。对此类钢在转子部件的应用具有一定的引导作用。



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