高錳低鎳不銹鋼的熱處理工藝
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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近年來，隨著我國經濟的快速發展，無錫不銹鋼的需求量持續增加，旺盛的需求拉動了無錫不銹鋼產能的快速擴大。但同時，我國是一個缺少鎳、鉻資源的國家，所以研制生產節鎳經濟型無錫不銹鋼有著重要意義。1Mn5Cr10NiMo鋼屬于Mn代Ni的低鎳馬氏體無錫不銹鋼，該無錫不銹鋼可以在耐腐蝕性要求不太高的領域使用。對該鋼的熱處理工藝、硬度、組織進行較為系統的研究，對其后期加工、使用具有重要指導意義。
試驗用鋼為經電爐冶煉+VOD+爐外精煉工藝冶煉鑄錠后進行軋制、冷拔所獲得的1Mn5Cr10NiMo鋼棒，直徑Φ46mm，經過退火后組織為回火馬氏體，退火工藝820℃×20h爐冷，硬度360～385HB，其化學成分見表1。正常的高溫退火后，該鋼硬度很高，對后期的切削加工造成很大困難。
對冷拔退火棒材取樣進行淬火-回火處理，研究其硬度、組織及力學性能變化，具體工藝如下：①選取9組試樣分別在1050～350℃選取9個溫度點保溫1h后淬火，通過其硬度變化及組織變化，大致確定其臨界相變溫度。②由①步確定的臨界相變溫度，選取5組試樣在960℃保溫1h后空冷，分別在750～580℃下保溫2h后隨爐冷卻做回火處理，研究其硬度變化及力學性能。
表1 1Mn5Cr10NiMo鋼的的化學成分（質量分數，%）
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C
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Si
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Mn
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P
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S
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Cr
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Ni
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Mo
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0.08～0.15
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≤
1.00
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4.00～6.00
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≤
0.030
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≤
0.025
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10.00～12.00
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0.60～0.80
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0.10～0.20
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結果表明：
（1）1Mn5Cr10NiMo鋼的Ar1在750℃左右，Ar3在900℃，考慮到過熱度的影響，與亞共析合金鋼的臨界溫度計算式所得計算結果基本吻合，Ar1、Ar3比Ac1、Ac3低近20℃。
（2）回火時，高溫段（＞630℃）有二次硬化現象，隨回火溫度的增高硬度增大，二次硬化主要是由于析出碳化物的彌散強化，使鋼材強度得到提高的同時，硬度也隨之增大。
（3）從抗拉強度、沖擊性能綜合考慮，690℃附近回火具有最高的強度、沖擊性能，硬度約302HBW。低于600℃的回火件有發生脆斷的風險，所以回火溫度應在600℃以上。