對Fe-12Cr馬氏體鋼包殼管材分別進行980～1050℃下保溫15～30 min正火處理,隨后在730～790℃溫度下進行2 h回火處理,研究不同熱處理工藝對Fe-12Cr馬氏體鋼包殼管材微觀組織、室溫和高溫力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:正火處理后,冷軋Fe-12Cr馬氏體鋼的組織為板條馬氏體,冷軋態(tài)的碳化物粒子會部分固溶于馬氏體基體中;隨正火溫度的升高,殘余碳化物的含量降低,且原奧氏體晶粒尺寸會增大（從980℃的9μm增至1050℃的12μm）;回火處理后,馬氏體基體上重新析出細小碳化物粒子,且隨回火溫度增加,碳化物粒子會發(fā)生粗化,平均尺寸為0.2～0.28μm,而馬氏體板條間距幾乎不隨回火溫度發(fā)生變化。Fe-12Cr馬氏體鋼經(jīng)過1050℃×15 min正火+760℃×2 h回火處理后具有最佳的綜合力學(xué)性能,其在600℃下的屈服強度為270 MPa,伸長率為40%;此時合金的碳化物粒子體積百分數(shù)最高,約為4.5%。 

【文章來源】：材料熱處理學(xué)報. 2020,41(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

JMatPro軟件計算Fe-12Cr馬氏體鋼平衡相與溫度的變化曲線

進而,分別選擇在730、760和790 ℃下對1050 ℃×15 min正火處理后的樣品進行2 h回火處理,其微觀組織如圖4所示�？梢钥闯�,碳化物粒子會從馬氏體基體中再次析出,除了原奧氏體晶界上分布的粗大碳化物粒子外,大量細小的碳化物粒子彌散分布在馬氏體板條界面上。對不同溫度回火處理后的碳化物粒子體積百分數(shù)進行了統(tǒng)計,如圖5所示,隨溫度的升高碳化物粒子的含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,760 ℃時碳化物粒子的含量最高,體積百分數(shù)約為4.5%。結(jié)合熱力學(xué)計算結(jié)果,可以看出,實驗中正火和回火后的相組成與熱力學(xué)計算結(jié)果相吻合,可根據(jù)熱力學(xué)計算結(jié)果制定熱處理工藝制度。此外,在760 ℃下,馬氏體板條間彌散析出的碳化物粒子的粗化也得到有效地抑制,粗大碳化物粒子(粒子尺寸大于>500 nm)的體積百分數(shù)約為0.8%;而在730 ℃下,粗大碳化物粒子含量約為1%,當(dāng)溫度升高到790 ℃時,粗大碳化物粒子含量可增至1.5%。另外,不同回火溫度下的平均碳化物粒子尺寸分別約為0.2、0.23和0.28 μm。事實上,碳化物粒子的粗化將會對材料的力學(xué)性能產(chǎn)生不利的影響[25-27],這在后面的力學(xué)性能討論中也得到了體現(xiàn)。圖3 原奧氏體晶粒尺寸和碳化物粒子體積分數(shù)隨

圖2 Fe-12Cr馬氏體管材鋼在冷軋態(tài)及不同溫度正火處理后的微觀組織(OM和SEM)為進一步證實馬氏體板條間的碳化物粒子的長大趨勢,對不同溫度下回火處理的樣品進行了TEM分析表征,如圖6所示,隨溫度的升高,馬氏體板條界面上彌散分布的碳化物粒子尺寸由730 ℃的70 nm增加到790 ℃的200 nm。對于這些彌散析出的碳化物粒子進行選區(qū)電子衍射譜分析結(jié)果表明,析出的碳化物粒子為具有面心立方(FCC)結(jié)構(gòu)的M23C6和部分少量的MC碳化物,點陣常數(shù)分別為a=1.0964 nm和a=0.4598 nm (圖7)。另外需要指出,馬氏體板條尺寸隨回火溫度的升高幾乎不發(fā)生粗化。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]CLAM鋼高溫組織演變與力學(xué)性能研究[D]. 黃禮新.燕山大學(xué) 2014

碩士論文
[1]核反應(yīng)堆用鐵素體/馬氏體耐熱鋼成分設(shè)計及性能研究[D]. 祖木熱提.艾力尼牙孜.上海交通大學(xué) 2013



本文編號：3096842