Ni马氏体时效钢热处理工艺的研究.PDF

第 2期 (总第 183期) 机 械 工 程 与 自动 化 NO．2 2014年 O4月 MECHANICAL ENGlNEERING AUT()MATION Apr． 文章编号：1672—6413(2014)02—0105—02 18Ni马 氏体 时效钢热处理工艺的研究 方明敏 ，李元松 (1．扬州大学 机械工程学院，江苏 扬州 225127；2．江苏省特种设备安全监督检验研究院 扬州分院，江 苏 扬州 225003) 摘要 ：采用正交试验法探究了固溶温度、固溶时间、时效温度及时效时间对提高 18Ni(2240MPa级)马 氏 体时效钢力学性能以及细化晶粒所发挥的作用。并研究了其最佳热处理工艺。研究表明。固溶时间的影响最 为显著，时效时间的影响最不明显。将晶粒平均直径细化到P(7 m时，抗拉强度可提高约 100MPa。 关键词 ：马氏体时效钢 ；固溶 ；时效；热处理工艺 中图分类号：TGl61 文献标识码 ：A 0 引言 钢经相同条件的预处理后，不同热处理工艺对其力学 多晶体金属的拉伸性能和晶粒尺寸之间有着密切 性能及微观组织的影响。 的关系。通常认为 ，晶粒尺寸在 0．3 m～400 m 范 试验考核指标：抗拉强度、冲击韧性、晶粒度 。 围内都符合 Hall--Petch关系，即晶粒尺寸越小，强度 确定 因素位级：根据生产实践经验及相关专业知 越高，马氏体钢也不例外[1]。然而，作为超高强度钢的 识 ，确定考察固溶温度 、固溶时间、时效温度和时效时 典型代表，马氏体时效钢的强韧性是 固溶强化 、位错强 间4个影响因素，每个 因素选取 3个位级进行试验。 化、第二相沉淀强化等诸多因素的综合体现，其复杂的 将选好的因素位级列于表 1中。 固溶及时效强化行为势必对晶粒尺寸与性能之间的关 表 1 因素位级表 系产生独特的影响[2J。为此 ，本文采用正交试验法探 位 因素 究了固溶温度、固溶时间、时效温度和时效时间4个因 级 固溶温度A(℃)固溶时间B(rain)时效温度C(℃)时效时问D(h) 素在提高 18Ni(2240MPa级)钢强韧性及细化晶粒 1 860 lO 465 3 中各 自所发挥的作用。 2 900 2O 480 4 3 940 30 495 5 1 试验材料及方法 1．1 试验材料 安排试验计划 ：根据考察 因素为 4，每个因素的位 试验材料为 00Nil8Co12Mo5Ti马氏体时效钢 ， 级为 3，选用 I。(3)正交表安排试验。试验计划如表 其化学成分(质量分数)为：Ni17．65 ，Co11．2l9，6， 2所示 (其中 l～9为 9组正交试验 ，I，Ⅱ，Ⅲ为 同位 Mo 4．72 ，Ti 1．39 ，C 0．002 ，P 0．004 ， 级评分和，R为极差)。试验结果记录于表 2右边试验 S0．00396／，Al0．1449／6，Mn 0．008 ，Si0．0379／6， 结果的相应各栏内。 W 0．212 。 试验指标 的评价和试验结果 的分析：由于本试验 材料经 1200℃ ×30min空冷预处理后进行试 的考核指标为多个，因此决定采用排队综合评分法。 验 。金相试样抛光后用 1596／(质量分数)CrO 水溶液 评分的具体办法如下 ：先分别测定抗