1Cr17Ni2钢的显微组织与力学性能研究

来源 :沈阳理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:fengyufengsc
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1Cr17Ni2钢是一种低碳马氏体钢,具有良好的耐蚀性和高强度,被广泛应用于制造耐蚀承载关键结构件及紧固部件。如电厂水泵中螺栓、平衡盘、挡套和轴套等零部件。由于这些零部件服役过程受力复杂,要求该材料具有较高强度并兼具良好的塑韧性。本文主要研究了热处理工艺对1Cr17Ni2钢显微组织和性能的影响规律及其作用机理,为生产合格产品提供可靠指导。本论文采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、拉伸冲击实验以及硬度检测等,系统地研究了热处理工艺对1Cr17Ni2马氏体不锈钢显微组织和力学性能的影响。主要的结论如下:(1)根据锻件化学成分分析结果,计算了1Cr17Ni2马氏体不锈钢的平衡析出及相应的温度,确定了奥氏体化温度为986℃1067℃,利用热膨胀实验测得Ac1和Ac3,分别为687℃和805℃。研究奥氏体化温度和保温时间对1Cr17Ni2马氏体不锈钢晶粒尺寸的影响。结果表明:奥氏体化温度是影响晶粒尺寸的决定因素,奥氏体化保温时间对晶粒尺寸的影响效果较小。1Cr17Ni2钢在1000℃1080℃保温120min时,平均晶粒尺寸在17μm26μm之间,奥氏体晶粒随奥氏体化温度的升高呈先慢后快的长大趋势。(2)δ-铁素体的含量和形貌受奥氏体化温度影响显著,与奥氏体化保温时间关系不大。奥氏体化温度在1000℃1040℃之间,随着奥氏体化温度的增加,δ-铁素体含量略有增加,同时δ-铁素体形貌从锻态下的长条状逐渐向分离的岛状转变;奥氏体化温度继续升高时,δ-铁素体含量继续增加,同时分离的岛状δ-铁素体尺寸逐渐增加。在δ-铁素体含量和形貌的共同影响下,1Cr17Ni2钢强度和冲击功随奥氏体化温度的升高先增加后降低,在1040℃奥氏体化时,材料的强度和韧性达到良好匹配。(3)在低温回火(280360℃)过程中,1Cr17Ni2钢的显微组织为板条马氏体、δ-铁素体和少量碳化物,抗拉强度、屈服强度显微硬度随着回火温度的升高变化不大,冲击韧性呈现降低的趋势。降低在高温回火(560650℃)过程中,1Cr17Ni2钢的显微组织为板条马氏体、δ-铁素体和大量碳化物。由于大量析出碳化物,基体的硬度明显降低,抗拉强度和屈服强度随着回火温度的升高呈逐渐降低的趋势,而冲击韧性呈现先增加后降低,其中回火温度为620℃时平均冲击功达到峰值68J,回火温度进一步提高至650℃时,由于M23C6的大量析出冲击功反而略有降低。(4)综合上述的研究,根据电厂水泵用平衡盘、叶轮挡套和轴套等零部件材料的性能要求,确定了1Cr17Ni2钢淬火温度为1040±10℃,回火温度设置在280360℃区间时,具有较好的强―韧塑性配合。目前已将该热处理工艺应用于生产实践,并取得良好的效果。
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