等溫處理對15-5PH不銹鋼馬氏體相變的影響
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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15-5PH不銹鋼是一種新型低碳馬氏體沉淀硬化無錫不銹鋼。它具有高的強度，良好的橫向韌性及低溫性能，熱處理工藝簡單等特點，經精加工后的零件只需進行溫度較低的時效即可達到規定的力學性能，已在飛機、艦船、導彈殼體等關鍵部位上得到應用。15-5PH不銹鋼的強韌性是通過馬氏體相變，然后在450～620℃時效析出ε-Cu、NbC等強化相來獲得。以往對15-5PH不銹鋼的研究主要集中在組織、力學性能及時效過程等方面，而有關馬氏體相變規律，尤其是等溫處理后的相變規律鮮有報道。但是，掌握馬氏體的相變規律對控制該無錫不銹鋼組織及性能具有重要意義。本項目利用DIL805A快速膨脹儀，研究等溫處理對該鋼馬氏體相變點變化的影響規律。
試驗材料為15-5PH不銹鋼（0Cr15Ni5Cu4Nb），其化學成分見表1。試樣尺寸為外徑Φ4mm、內徑Φ3.5mm、長10mm的管狀件。在DIL805A快速膨脹相變儀上進行相變點的測定，通過透射電鏡和金相顯微鏡觀察等溫處理后的組織。將試樣以50℃/min的加熱速度加熱至1040℃保溫60min，然后以200℃/s的冷卻速度分別冷至850、800、700和650℃保溫一定時間（10～60min），再以10℃/s的冷卻速度冷至Mf點以下，測定其相變點Ms、Mf，記錄冷卻過程中的膨脹曲線并確定馬氏體轉變點。
表1 15-5PH不銹鋼的化學成分（質量分數，%）
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C
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Mn
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Si
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P
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S
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Cr
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Ni
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Nb
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Cu
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Fe
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0.03
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0.53
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0.38
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0.03
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0.005
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15.83
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5.33
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0.28
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3.19
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余量
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結果表明：
（1）15-5PH不銹鋼經等溫處理后，組織為板條狀馬氏體，有NbC等顆粒狀第二相析出。
（2）隨等溫溫度升高，馬氏體相變點逐漸升高，在700～800℃之間等溫時，Ms點變化更為明顯，Mf點則基本無變化；板條狀馬氏體變化不大，NbC相數量和尺寸都有所增加。
（3）隨等溫時間的延長，Ms點先下降后升高，等溫30min時達到最低值，Mf點的變化不明顯；板條大小及間距略有增加。