【硕士论文】低Ni无Co马氏体时效钢强韧化研究.pdf

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1、中北大学学位论文低Ni无Co马氏体时效钢强韧化研究捅姜本文通过Tlle珊o．Calc热力学计算、物理化学相分析、SEM组织分析优化了00Nil4Cr3M03Ti马氏体时效钢的固溶处理工艺。并研究了固溶温度对ooNil4Cr3M03Ti、00Nil3Cr9MoTi马氏体时效钢奥氏体晶粒大小的影响：在光学金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)下，观察了固溶、时效态的显微组织；研究了固溶温度对00Nil4Cr3M03Ti、00Nil3Cr9MoTi马氏体时效钢时效态冲击韧性的影响；并用扫描电子显微镜(SEM)观察了不同热处理工艺下的冲击断口形貌；研究了固溶温度对试验钢时

2、效态拉伸性能的影响。试验结果表明：，nlemo．Calc计算无钴00Nil4Cr3M03Ti马氏体时效钢的平衡析出相，发现低温固溶时有未溶的Laves．Fe2(Mo、Ti)相，该相在805℃完全溶解。物理化学相分析验证在750℃、800℃固溶处理时未溶相为Laves相，850℃时未检测到。但通过SEM组织分析，固溶温度为850℃，基体中还有少量未溶的Laves相，900℃完全溶解。所以优化00Nil4Cr3M03Ti马氏体时效钢的最佳固溶温度在850．900℃范围内，以使未溶的Laves相完全溶解，且晶粒并没有粗化。在750．1050℃固溶处理00Nil4Cr3M03T

3、i马氏体时效钢，固溶温度低于900℃，奥氏体晶粒长大缓慢，基本为2拟m，高于900℃，奥氏体晶粒快速长大，但马氏体形貌没有随着固溶温度的升高而改变。随着固溶温度的升高，未溶的Laves．Fe2(Mo、Ti)相逐渐溶于基体，基体组织更均匀，使固溶态冲击韧性升高，硬度降低。510℃时效后，固溶温度低于900℃，强度基本保持不变，冲击韧性、塑性逐渐升高，900℃时冲击吸收功达到最大值61J，高于900℃，由于奥氏体晶粒长大，强度、冲击韧性、塑性逐渐降低。和ooNil4Cr3M03Ti马氏体时效钢相比，00Nil3Cr9MoTi马氏体时效钢的Cr含量从3．19％增加到8．92％

4、，使得Ms降至-U60℃，所以在770．1050℃固溶处理后水冷，并在．73℃冷处理2h，使Y_措变时奥氏体尽可能多的转变成马氏体，以保证钢有足够高的强度。随着固溶温度的升高，00Nil3Cr9MoTi马氏体时效钢的奥氏体晶粒逐渐长大，高于900℃，长大速度加快。在930℃同溶处理时，Ti2S、AIN、TiN等在晶界析出。时效念基体组织为板条马氏体和少量的残余奥氏体。通过Thermo．Calc热力学计算和固溶态SEM中北大学学位论文组织分析，00Nil3Cr9MoTi马氏体时效钢在固溶温度低于850。C时，也有未溶的Laves．Fe2(Mo、Ti)相，由于Mo含量从3．

5、06％降到1．46％，使得未溶的Laves相非常细小。固溶温度低于850。C，奥氏体晶粒还没开始长大，未溶的Laves相细小，基体中有一定量的残余奥氏体，使得510℃时效后冲击韧性很高，高于850℃，奥氏体晶粒长大和残余奥氏体的减少，时效态冲击韧性开始降低。930℃固溶处理，奥氏体晶界的析出相使得时效态冲击韧性急剧下降。固溶温度低于900℃，屈服强度、抗拉强度基本保持不变，高于900℃，由于奥氏体晶粒开始长大，强度略有降低。塑性先升高后降低，在850℃有最大值。00Nil4Cr3M03Ti马氏体时效钢在900℃固溶处理，510℃时效处理后，Rm=1750MPa，Rpo．

6、2=1670MPa，A=10．5％，Z=55％，AKu2=61J，00Nil3Cr9MoTi马氏体时效钢在850。C固溶处理，(．73)℃冷处理2h，510℃时效处理后，Rm=1700MPa，Rpo．2=1625MPa，A=11．5％，Z=64％，Al(U2=70J，钢的强度、韧性、塑性达到最佳配合。关键词：马氏体时效钢，固溶处理，强度，冲击韧性，Laves相，热力学计算中北大学学位论文InvestigationonStrength·ToughnessMechanismofLownickel，cobaltfreemaragingsteelAbstractBasedont

7、hecalculatedresultsofThermo．Calcsoftware、physicochemicalphaseanalysis、SEMmorphologiesofsteel．thesolutiontreatmentof00Nil4Cr3M03Timaragingsteelhasbeenoptimized．Effectingsolutiontemperatureonaustenitegrainsizeof00Nil4Cr3M03Ti、00Nil3Cr9MoTimaragingsteelwerestudied．Thesolutio