DT300鋼是我國自行研制的一種高強(qiáng)度高韌性的低合金超高強(qiáng)度鋼.具有高達(dá)1800 MPa的抗拉強(qiáng)度及100 MPa·m1/2以上的斷裂韌性。由于該種鋼的高強(qiáng)度高硬度,出廠時一般采用軟化退化降低其硬度以利于機(jī)械加工。但是DT300鋼目前多用于軍工上制造薄壁和精密零件,出于減輕重量的同時又要保證強(qiáng)度硬度的需求,傳統(tǒng)鑄造后機(jī)加工困難,并且無法同時滿足加工質(zhì)量和加工效率。隨著合金化程度的提高,偏析、縮松、縮孔等鑄造缺陷難以徹底消除,限制了產(chǎn)品的最終性能。這就阻礙了DT300鋼的推廣應(yīng)用。粉末冶金技術(shù)具有能耗低、材料利用率高以及低成本等特點,可以實現(xiàn)凈成型,大幅降低了加工難度,粉末合金組織細(xì)小均勻,綜合性能好,因此成為新材料研發(fā)的重要方法。本文通過致密度分析、金相分析、斷口分析、XRD分析、SEM分析等方法,對冷等靜壓(CIP)+真空燒結(jié)法制備(簡稱CIP法)和熱等靜壓法制備(簡稱HIP法)進(jìn)行研究。粉體制備采用元素混合法和真空氣霧化法兩種方法。真空氣霧化法制備的粉體過篩后得到106μm、48μm、25μm三種粒度的球形粉體。將制備所得的四種粉體采用CIP法分六種燒結(jié)溫度進(jìn)行燒結(jié)對比分析,將48μm和25μm的粉體采用HIP法分兩種燒結(jié)溫度進(jìn)行燒結(jié)對比分析。將兩種制備工藝獲得的最好的兩種試樣經(jīng)920℃×1 h油淬+300℃×2 h回火熱處理后與鑄造法進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明:25μm粉體采用CIP法經(jīng)1250℃燒結(jié)后致密度達(dá)到94.8%,48μm粉體采用CIP法經(jīng)1300℃燒結(jié)后致密度達(dá)到87.3%,48μm、25μm粉體采用HIP法經(jīng)1160℃+100MP燒結(jié)后致密度達(dá)到99.3%、99.7%,接近全致密。采用25μm的粉體經(jīng)熱等靜壓制備的DT300鋼經(jīng)熱處理后其抗拉強(qiáng)度最高達(dá)到1870MPa,沖擊韌度108 J·cm-2,硬度66HRC,斷裂韌性114 MPa·m1/2。采用48μm的粉體經(jīng)熱等靜壓制備的DT300鋼經(jīng)熱處理后其抗拉強(qiáng)度最高達(dá)到1850MPa,沖擊韌度104 J·cm-2,硬度65HRC,斷裂韌性110MPa·m1/2。熱處理后均獲得組織細(xì)小的板條狀馬氏體,CIP法性能與鑄造法持平,HIP法性能與鑄造法相比提升20%。綜合考慮組織性能、操作可行性、經(jīng)濟(jì)性等客觀因素,真空氣霧化法制得的48μm粉體采用HIP法經(jīng)1160℃+100MP燒結(jié)為最佳制備工藝。此種制備工藝簡單可行,具有現(xiàn)實應(yīng)用價值。



本文編號：2268002