等溫處理對15-5PH不銹鋼馬氏體相變的影響
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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15-5PH不銹鋼是一種新型低碳馬氏體沉淀硬化無錫不銹鋼。它具有高的強度，良好的橫向韌性及低溫性能，熱處理工藝簡單等特點，經(jīng)精加工后的零件只需進行溫度較低的時效即可達到規(guī)定的力學(xué)性能，已在飛機、艦船、導(dǎo)彈殼體等關(guān)鍵部位上得到應(yīng)用。15-5PH不銹鋼的強韌性是通過馬氏體相變，然后在450～620℃時效析出ε-Cu、NbC等強化相來獲得。以往對15-5PH不銹鋼的研究主要集中在組織、力學(xué)性能及時效過程等方面，而有關(guān)馬氏體相變規(guī)律，尤其是等溫處理后的相變規(guī)律鮮有報道。但是，掌握馬氏體的相變規(guī)律對控制該無錫不銹鋼組織及性能具有重要意義。本項目利用DIL805A快速膨脹儀，研究等溫處理對該鋼馬氏體相變點變化的影響規(guī)律。
試驗材料為15-5PH不銹鋼（0Cr15Ni5Cu4Nb），其化學(xué)成分見表1。試樣尺寸為外徑Φ4mm、內(nèi)徑Φ3.5mm、長10mm的管狀件。在DIL805A快速膨脹相變儀上進行相變點的測定，通過透射電鏡和金相顯微鏡觀察等溫處理后的組織。將試樣以50℃/min的加熱速度加熱至1040℃保溫60min，然后以200℃/s的冷卻速度分別冷至850、800、700和650℃保溫一定時間（10～60min），再以10℃/s的冷卻速度冷至Mf點以下，測定其相變點Ms、Mf，記錄冷卻過程中的膨脹曲線并確定馬氏體轉(zhuǎn)變點。
表1 15-5PH不銹鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)，%）
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C
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Mn
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Si
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P
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S
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Cr
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Ni
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Nb
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Cu
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Fe
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0.03
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0.53
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0.38
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0.03
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0.005
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15.83
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5.33
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0.28
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3.19
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余量
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結(jié)果表明：
（1）15-5PH不銹鋼經(jīng)等溫處理后，組織為板條狀馬氏體，有NbC等顆粒狀第二相析出。
（2）隨等溫溫度升高，馬氏體相變點逐漸升高，在700～800℃之間等溫時，Ms點變化更為明顯，Mf點則基本無變化；板條狀馬氏體變化不大，NbC相數(shù)量和尺寸都有所增加。
（3）隨等溫時間的延長，Ms點先下降后升高，等溫30min時達到最低值，Mf點的變化不明顯；板條大小及間距略有增加。