0Cr17Ni7Al不锈钢时效强化工艺研究_赵惠.pdf
《0Cr17Ni7Al不锈钢时效强化工艺研究_赵惠.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《0Cr17Ni7Al不锈钢时效强化工艺研究_赵惠.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2023年 第5期 热加工32热 处 理Heat Treatment0Cr17Ni7Al不锈钢时效强化工艺研究赵惠1,2,叶东林1,2,杨洋1,2,刘文龙1,2,程静1,2,陈昊冉1,2,肖杰1,21.西安石油大学材料科学与工程学院 陕西西安 7100652.西安市高性能油气田材料重点实验室 陕西西安 710065摘要:以0Cr17Ni7Al不锈钢为研究对象,分析3种不同时效强化工艺对其组织和硬度的影响。结果显示:采用长时间低温时效(520保温48h,空冷)的热处理工艺后,材料内部由马氏体基体及弥散分布的合金化合物(Ni3Al)组成,这种组织结构有利于提高材料的强度和硬度。经过3种不同热处理工
2、艺后,试样的显微硬度平均值都有明显提高。其中,长时间低温时效热处理工艺下材料的显微硬度平均值最高,达到388.6HV1,与原始态相比提高了89.7%,且此时材料的抗拉强度(Rm)、屈服强度(Rp0.2)和伸长率(A)分别为1309MPa、1107MPa、6.9%,满足后续使用要求(Rm1100MPa)。由此可知,长时间低温时效是提高0Cr17Ni7Al不锈钢强度和硬度的最佳工艺。关键词:0Cr17Ni7Al不锈钢;时效处理;微观组织;显微硬度1 序言0Cr17Ni7Al(17-7PH)是一种沉淀硬化型不锈钢,是在18-8奥氏体型不锈钢的基础上发展起来的半奥氏体不锈钢1,2。这种钢的马氏体点(M
3、s)低于室温,经过固溶处理后能得到奥氏体组织,但这种奥氏体组织不稳定,可通过热处理或冷加工,使其转变为马氏体组织,然后再通过时效处理,析出沉淀硬化相,从而使钢基体得到强化3。利用相变和沉淀硬化,可使0Cr17Ni7Al不锈钢获得高的强度、硬度、抗疲劳和耐蚀性等优良性能,高温环境下也不易变形,因此被广泛应用在航天、化工和合金加工等领域4-6。然而在实际生产过程中,0Cr17Ni7Al不锈钢产品的强度较低(Rm1000MPa),不能满足后续使用要求(Rm1100MPa)。为解决这一问题,通常采用基金项目:陕西省自然科学基础研究计划项目(2021JM-403,2021JQ-604),西安石油大学大学
4、生创新创业训练计划资助项目 (202110705032,S202210705082),陕西省教育厅科研计划项目资助(21JC027),西安石油大学研究生创新与实践 能力培养项目(YCS21212139,YCS22113161)。热处理方法来实现材料的强化,如固溶时效,固溶调质冷处理时效等7-15。然而,现有关于0Cr17Ni7Al不锈钢热处理工艺的研究,尤其是结合实际生产条件的研究报道较少。因此,本文结合生产实际,通过设计合理的热处理工艺来调控0Cr17Ni7Al不锈钢的微观结构,从而达到提高其强度和硬度的目的,为实际生产提供参考依据。2 试验材料与方法2.1 试验材料试验所用材料为0Cr17
5、Ni7Al不锈钢,尺寸为400mm40mm2mm,其化学成分见表1。2.2 试验与检验对0Cr17Ni7Al不锈钢采取3种不同热处理工艺,具体参数见表2。其中,工艺1为高温时效表10Cr17Ni7Al不锈钢的化学成分(质量分数)(%)CCrNiAlCuSiMnSPFe0.0916.018.06.507.750.751.500.501.001.000.0300.035余量2023年 第5期 热加工33热 处 理Heat Treatment(760保温1.5h,空冷)低温时效(560保温1.5h,空冷);工艺2为固溶(950保温1.5h,空冷)时效(510保温1.5h,空冷);工艺3为长时间低温时
6、效(520保温48h,空冷)。试样的腐蚀剂成分为:4%HF4%HNO392%H2O,腐蚀时间为3040s,腐蚀后酒精清洗、风筒吹干。采用Axio Vert.A1型金相显微镜观察0Cr17Ni7Al不锈钢微观形貌,HVS-1000Z型维氏硬度计检测材料的显微硬度,测试载荷为1kf(9.8N),加载时间为10s。拉伸试验在MODEL55100型电子万能试验机上进行,试验温度为室温,拉伸速度为1mm/min。表2热处理工艺参数序号工艺保温温度/保温时间/h冷却条件工艺1一次时效7601.5空冷二次时效5601.5空冷工艺2固溶处理9501.5空冷时效处理5101.5空冷工艺3时效处理52048空冷3
7、 试验结果及讨论为提高材料的强度、硬度,需要采用时效或固溶时效等措施来提高马氏体的转变程度,从而使0Cr17Ni7Al不锈钢获得较高的强度和硬度。3.1 金相组织检测对原始态及3种不同热处理工艺下0Cr17Ni7Al不锈钢进行微观组织观察,结果如图1所示。在原始态下(见图1a),0Cr17Ni7Al不锈钢主要由马氏体基体、细条状铁素体和少量残留奥氏体组成。这是因为0Cr17Ni7Al不锈钢的Ms较低,成形后组织中通常会有铁素体和残留奥氏体保留下来,导致材料强度、硬度降低。按工艺1处理后,0Cr17Ni7Al不锈钢的微观组织(见图1b)中细条状铁素体大量减少,马氏体基体增加,残留奥氏体消失,这种
8、组织结构有利于提高材料的强度和硬度。按工艺2进行热处理后,0Cr17Ni7Al不锈钢的微观组织(见图1c)是以马氏体基体为主、同时分布着零散的细条状铁素体。与原始态相比,组织中a)原始态b)工艺1c)工艺2d)工艺3图10Cr17Ni7Al不锈钢试样的微观组织铁素体的数量明细减少,因此工艺2条件下的试样微观组织也有利于其强度和硬度的提高。按工艺3进行热处理后,0Cr17Ni7Al不锈钢的微观组织(见图1d)由马氏体基体及少量呈现弥散分布的黑色块状Ni3Al组成12,铁素体组织基本消失,这种弥散分布的合金相更有利于提高材料的强度和硬度。2023年 第5期 热加工34热 处 理Heat Treat
9、ment3.2 硬度检测对上述4种状态的0Cr17Ni7Al不锈钢试样进行显微硬度检测,结果见表3,硬度分布如图2所示。从图2可看出,与原始态相比,按工艺1、工艺2和工艺3处理后,0Cr17Ni7Al试样的硬度均出现了明显提高,这与微观组织分析结果一致。显微硬度检测结果表明,0Cr17Ni7Al不锈钢原始态的显微硬度平均值为204.8HV1,在工艺1条件下,0Cr17Ni7Al不锈钢试样的显微硬度平均值为337.3HV1,提高了64.7%;工艺2条件下,试样的显微硬度提高了58.9%;工艺3条件下,材料的显微硬度平均值最高,达到388.6HV1,比原始态提高了89.7%。这说明,长时间低温时效
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- Cr17Ni7Al 不锈钢 时效 强化 工艺 研究 赵惠
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。