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冷却速度对Fv520(B)钢马氏体组织的影响 |
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作者：乔桂英 张克勤 肖福仁 |
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摘 要：利用膨胀法、金相、XRD法研究了冷却速度对Fv520(B)钢Ms点及其组织的影响。结果表明，Fv520(B)钢具有良好的淬透性，其Ms点为155℃，冷却速度降低，Ms点略有升高。在冷却速度为17.5℃/s～0．03℃/s的范围内，均得到马氏体组织，冷却速度对马氏体组织状态影响不大。
关键词：Fv520(B)钢；Ms点；马氏体；显微组织
1 前言
马氏体时效不锈钢因其具有较高的强度，良好的耐应力腐蚀、晶间腐蚀、点蚀等性能，在化工工业上得到广泛的应用。Fv520(B)钢是在0Cr13钢的基础上，通过添加Cu、Nb、Mo、Ni等合金元素，提高其淬透性；减少Cr的碳化物的晶界析出，提高腐蚀性能；增加时效过程中ε-Cu、NbC、Mo2C等时效相析出来提高强度。在实际应用过程中，了解冷却速度与马氏体转变量、马氏体的组织形态的关系是合理制定热处理制度的关键。本文研究了冷却速度对Fv520(B)钢Ms点及马氏体组织形态的影响。
2 试验材料及方法
试验用Fv520(B)钢化学成分(质量分数)w(％)为：0.05C，0.40Si，0.80Mn，14.50Cr，5.50Ni，1.80Cu，1.70Mo，0.35Nb，0.007P，0.006S。试料经锻造及锻后退火，加工成3mm×10mm的膨胀试样，相变点的测定是在Formaster-Z全自动膨胀仪上进行的。奥氏体化条件为1050℃×30min，以不同的冷却速度冷却，冷却速度υ(℃/s)为17.5，6，3.5，1.75，0.15，0.06，0.03，测定膨胀量与温度的关系，采用切线法确定相变点［1］，利用金相、XRD法进行组织分析。
3 试验结果及分析讨论
3.1 冷却速度对Ms点的影响
试验用钢的CCT曲线如图1所示，可见在本试验条件下均得到马氏体组织，而无其它相变，表明该钢具有良好的淬透性。该钢的Ms点为155℃。按下式计算Cr、Ni当量［2］：
Cr当量＝(％Cr)＋1．5(％Si)＋(％Mo)＋1．5(％Ti) (1)
Ni当量＝30(％C＋％N)＋(％Ni)＋0.5(％Mn)＋0．7(％Co) (2)
该钢的Cr、Ni当量分别为16.8和7.4，按文献［2］的方法，查Cr、Ni当量与Ms点的关系图，可得Ms点为160℃左右，这与我们膨胀法测定的结果相一致。从图1可以看到随冷却速度的降低，Ms点略有升高，原因是在1050℃固溶处理时，碳化物基本溶解，在冷却过程中，冷却速度过慢，有碳化物析出，使奥氏体中碳含量及合金元素含量降低，特别是碳含量的降低，故使Ms点升高。
图1 Fv520(B)钢的CCT曲线
3.2 冷却速度对组织的影响
图2为不同冷却速度条件下的金相组织，可见，在不同冷却速度条件下，均得到典型的低碳马氏体组织，随冷却速度的降低，板条马氏体的板条略有粗化，但其影响并不大。XRD分析结果表明，试验用钢室温组织为马氏体＋残留奥氏体＋极少量的NbC。对残留奥氏体定量分析结果，其量为8.1％，随冷却速度的降低，残留奥氏体量略有降低，这与Ms点的测定结果相一致。
图2 不同冷却速度条件下Fv520(B)钢的金相组织
(a)17.5℃/s (b)1.75℃/s (c)0.03℃/s
4 结论
Fv520(B)钢具有良好的淬透性，其Ms点为155℃，冷却速度对马氏体组织影响不大，室温残留奥氏体量为8.1％左右。对于一般工件采用空冷即可达到淬火的目的。
作者简介：乔桂英(1966—)，女，硕士，工程师，主要从事金属材料的研究工作，联系电话：(0335)8057047。
作者单位：乔桂英(燕山大学材料科学与化学工程学院，秦皇岛 066004)
张克勤(燕山大学材料科学与化学工程学院，秦皇岛 066004)
肖福仁(燕山大学材料科学与化学工程学院，秦皇岛 066004)
参考文献：
［1］林慧国，傅代直．钢的奥氏体转变曲线［M］．北京：机械工业出版社，1988：231．
［2］魏振宇．某些沉淀硬化不锈钢的金属学问题［J］．钢铁，1980，15(2)：45～53．(end)
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(5/6/2005) |
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