新型Fe-Cr-Mo-V-Nb系熱強耐蝕鋼的成分設(shè)計與組織控制.pdf

1、本文采用熱力學(xué)計算軟件Thermo-Calc，以瑞典熱作模具鋼HOTVAR的成分和性能為主要參考，通過控制各種碳化物的含量和各相轉(zhuǎn)變溫度，設(shè)計了新型Fe-Mo-Cr-V-Nb系熱強耐蝕鋼的合金成分。研究了鉻、鉬、鈮、鎳含量變化對鋼中α-γ轉(zhuǎn)變及各種碳化物含量變化的影響；試驗研究了熱處理工藝對熱強耐蝕鋼微觀組織、力學(xué)性能、耐蝕性能的影響，確定最佳熱處理工藝。利用金相顯微鏡、X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(

2、TEM)分析測試手段對新型熱強耐蝕鋼的微觀組織進行表征，并利用萬能電子拉伸機，沖擊試驗機對力學(xué)性能進行測試。
　　通過平衡相圖計算建立了新型熱強耐蝕鋼中Cr、Mo、Nb、Ni含量與奧氏體、鐵素體和碳化物的含量及轉(zhuǎn)變溫度之間的定量關(guān)系，設(shè)計了各合金元素的含量范圍，并依據(jù)平衡相圖初步制定熱處理工藝：奧氏體化溫度約為1100℃，在560℃左右回火時，可得到馬氏體+MC+M6C+M23C6+殘余奧氏體的組織。
　　研究了熱處理工藝對

3、新型熱強耐蝕鋼組織和硬度的影響，從而確定了該鋼種的熱處理工藝。結(jié)果表明，在1000℃~1200℃淬火時，晶粒尺寸隨溫度的升高而逐漸增大，基體組織為板條馬氏體。當(dāng)淬火溫度高于1160℃時，晶粒出現(xiàn)異常長大現(xiàn)象。在該溫度區(qū)間，淬火硬度隨溫度的升高而先升高后降低，總體變化范圍50~56HRC，在1120℃淬火時硬度達到極大值，約為56HRC。淬火溫度在1050℃~1200℃間時，試驗鋼的紅硬性較好，變化范圍在49~51HRC之間，在1080℃

4、時紅硬性最高，51HRC左右。回火工藝研究發(fā)現(xiàn)，試驗鋼經(jīng)1120℃淬火后，隨著回火時間的延長硬度逐漸下降，在580℃回火2~3h時出現(xiàn)明顯的二次硬化現(xiàn)象；隨著回火溫度的升高，硬度整體呈逐漸下降的趨勢。在540~600℃回火時，碳化物Cr23C6，Cr7C3，NbC，VC和Mo2C等均勻、彌散的分布在基體上。
　　確定的最佳熱處理工藝為1120℃油淬，580℃回火，回火時間為2小時。在該工藝下獲得的力學(xué)性能為：拉伸強度σb2067M