Nb微合金化超低碳馬氏體不銹鋼00Cr13Ni5Mo2的組織性能研究.pdf

1、超低碳馬氏體不銹鋼具有較高的強(qiáng)度和優(yōu)良的塑韌性、良好的耐水、氣腐蝕性以及可焊性，近年來在核電工程構(gòu)件、大型水輪機(jī)葉片、高壓給水泵、石油鉆采管道等能源領(lǐng)域的關(guān)鍵部件中得到廣泛應(yīng)用。材料使用環(huán)境的苛刻對材料的韌性、強(qiáng)度和耐腐蝕性都提出了更高的要求，本論文期望通過微合金化的方法以及合理熱處理制度來進(jìn)一步提高鋼的綜合性能。實(shí)驗(yàn)以00Cr13Ni5Mo2鋼為基礎(chǔ)熔煉出Nb微合金化和未經(jīng)Nb微合金化兩種實(shí)驗(yàn)鋼，對經(jīng)不同熱處理的試樣通過金相觀察、熱膨

2、脹、X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、高分辨透射電鏡（HRTEM）分析和循環(huán)陽極極化電化學(xué)試驗(yàn)以及拉伸、沖擊力學(xué)性能測試實(shí)驗(yàn)，研究了不同回火溫度和Nb微合金化對實(shí)驗(yàn)鋼的顯微組織和力學(xué)、耐點(diǎn)蝕性能的影響。研究結(jié)果表明:
　　1.兩種實(shí)驗(yàn)鋼正火組織均為板條馬氏體及少量殘留奧氏體，在回火過程中發(fā)生板條馬氏體的回復(fù)、逆變奧氏體形成和碳氮化物的析出?；鼗饻囟容^低時，薄膜狀逆變奧氏體優(yōu)先在板條馬氏體板條

3、間或原奧氏體晶界形成;隨著回火溫度的升高，逆變奧氏體的體積分?jǐn)?shù)增加。在逆變奧氏體中觀察到較稀疏的位錯網(wǎng)絡(luò)，EDS分析發(fā)現(xiàn)Ni元素在逆變奧氏體中出現(xiàn)富集，驗(yàn)證了α'→γ轉(zhuǎn)變是由擴(kuò)散機(jī)制控制。逆變奧氏體轉(zhuǎn)變量隨著保溫時間延長而增加，既可以等溫形成和長大，也可以隨加熱溫度的升高而增加。
　　2.Nb微合金化推遲了逆變奧氏體轉(zhuǎn)變，00Cr13Ni5Mo2鋼在625℃回火后逆變奧氏體含量最多，在650℃以上溫度回火冷卻時開始出現(xiàn)二次淬火馬氏

4、體;00Cr13Ni5Mo2Nb鋼在650℃回火后逆變奧氏體含量最多，部分逆變奧氏體在更高溫度回火后冷卻過程中轉(zhuǎn)變?yōu)槎务R氏體。
　　3.兩種實(shí)驗(yàn)鋼在550～650℃的溫度范圍內(nèi)回火時，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度隨著回火溫度升高而降低，延伸率和沖擊韌性隨著回火溫度升高而升高。00Cr13Ni5Mo2Nb鋼比00Cr13Ni5Mo2鋼表現(xiàn)出更高的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和較低的沖擊韌性、延伸率。
　　4.兩種實(shí)驗(yàn)鋼正火狀態(tài)的點(diǎn)蝕電位最高，耐