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Si含量對30Cr13不銹鋼組織與力學性能的影響

時間:2019-06-13    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:0
含碳量較高的30Cr13型無錫不銹鋼具有較高的強度、硬度、耐磨性和一定的耐腐蝕性,使其在航空航天、醫用及機械制造領域得到廣泛的應用。通常認為Si為鐵素體形成元素,Si元素的增多會引起鉻當量的增大以及鎳當量的相應減少,使得無錫不銹鋼在奧氏體化加熱過程中奧氏體相區域小,易形成鐵素體,從而影響鋼的顯微組織和力學性能。研究人員以30Cr13無錫不銹鋼為基礎,通過添加硅鐵改變原材料的Si含量,然后施以相同的熱處理工藝,以探索不同Si成分下30Cr13不銹鋼組織與力學性能的變化規律。
本試驗所用材料為高真空電弧爐熔煉制得的紐扣型鑄錠,其化學成分由移動式直讀光譜儀PMI-MASTER PRO分析測得,如表1所示。
表1 試驗鋼的化學成分(質量分數,%)
試樣編號
C
Si
Mn
Cr
Fe
1
0.28
0.46
0.38
13.10
余量
2
0.29
1.00
0.39
13.11
余量
3
0.29
1.50
0.38
12.92
余量
4
0.29
2.01
0.40
12.81
余量
5
0.30
2.50
0.35
12.70
余量
 
經高真空電弧爐熔煉得到的紐扣錠,要進行熱處理以改善其綜合力學性能。先在1100℃下保溫12h進行擴散退火以減小成分偏析,隨后在950℃下保溫30min后水冷,淬火后再經250℃保溫2h后空冷。試樣經線切割加工成10mm×10mm×5mm的試樣,所有試樣經機械研磨、拋光和腐蝕后制成金相樣品。
采用尼康LV150正立式光學金相顯微鏡觀察不同化學成分試樣的金相顯微組織;利用HITACHI SU-1500鎢燈絲掃描電子顯微鏡分析不同試樣的顯微組織;利用HBE-3000A電子布氏硬度計對各成分試樣的硬度進行測試;通過18kW D/MAX2500V+/PC型X射線進行物相分析,對析出相的類型進行確定。
    結果表明:在相同熱處理條件下,隨著Si含量的增加,顯微組織逐漸由馬氏體轉變為鐵素體;抗拉強度和硬度先增加后減小,在Si含量為1.00%時達到最高值;伸長率先增加再變小,在Si為1.5%時塑性最好;試樣中碳化物質量分數隨Si增加而遞增,析出相主要為M23C6型(Cr15.58Fe7.42C6)碳化物,同時伴有少量Cr7C3型碳化物。
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