高錳低鎳不銹鋼的熱處理工藝

  近年來,隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,不銹鋼的需求量持續(xù)增加,旺盛的需求拉動(dòng)了我國不銹鋼產(chǎn)能的快速擴(kuò)大。但同時(shí),我國是一個(gè)缺少鎳、鉻資源的國家,所以研制生產(chǎn)節(jié)鎳經(jīng)濟(jì)型不銹鋼有著重要意義。1Mn5Cr10NiMo鋼屬于Mn代Ni的低鎳馬氏體不銹鋼,該鋼可以在耐腐蝕性要求不太高的領(lǐng)域使用。對該鋼的熱處理工藝、硬度、組織進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究,對其后期加工、使用具有重要指導(dǎo)意義。

  試驗(yàn)用鋼為經(jīng)電爐冶煉+VOD+爐外精煉工藝冶煉鑄錠后進(jìn)行軋制、冷拔所獲得的1Mn5Cr10NiMo鋼棒,直徑Φ46mm,經(jīng)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(xué)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(jìn)行淬火-回火處理,研究其硬度、組織及力學(xué)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(gè)溫度點(diǎn)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(xué)性能。

  結(jié)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(jì)算式所得計(jì)算結(jié)果基本吻合,Ar1、Ar3比Ac1、Ac3低近20℃。   (2)回火時(shí),高溫段(>630℃)有二次硬化現(xiàn)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(qiáng)化,使鋼材強(qiáng)度得到提高的同時(shí),硬度也隨之增大。
  (3)從抗拉強(qiáng)度、沖擊性能綜合考慮,690℃附近回火具有最高的強(qiáng)度、沖擊性能,硬度約302HBW。低于600℃的回火件有發(fā)生脆斷的風(fēng)險(xiǎn),所以回火溫度應(yīng)在600℃以上。