高锰低镍不锈钢的热处理工艺

  近年来,随着我国经济的快速发展,不锈钢的需求量持续增加,旺盛的需求拉动了我国不锈钢产能的快速扩大。但同时,我国是一个缺少镍、铬资源的国家,所以研制生产节镍经济型不锈钢有着重要意义。1Mn5Cr10NiMo钢属于Mn代Ni的低镍马氏体不锈钢,该钢可以在耐腐蚀性要求不太高的领域使用。对该钢的热处理工艺、硬度、组织进行较为系统的研究,对其后期加工、使用具有重要指导意义。

  试验用钢为经电炉冶炼+VOD+炉外精炼工艺冶炼铸锭后进行轧制、冷拔所获得的1Mn5Cr10NiMo钢棒,直径Φ46mm,经过退火后组织为回火马氏体,退火工艺820℃×20h炉冷,硬度360~385HB,其化学成分见表1。正常的高温退火后,该钢硬度很高,对后期的切削加工造成很大困难。

  对冷拔退火棒材取样进行淬火-回火处理,研究其硬度、组织及力学性能变化,具体工艺如下:
 ?、傺∪?组试样分别在1050~350℃选取9个温度点保温1h后淬火,通过其硬度变化及组织变化,大致确定其临界相变温度。
 ?、谟散俨饺范ǖ牧俳缦啾湮露?,选取5组试样在960℃保温1h后空冷,分别在750~580℃下保温2h后随炉冷却做回火处理,研究其硬度变化及力学性能。

  结果表明

 ?。?)1Mn5Cr10NiMo钢的Ar1在750℃左右,Ar3在900℃,考虑到过热度的影响,与亚共析合金钢的临界温度计算式所得计算结果基本吻合,Ar1、Ar3比Ac1、Ac3低近20℃。  ?。?)回火时,高温段(>630℃)有二次硬化现象,随回火温度的增高硬度增大,二次硬化主要是由于析出碳化物的弥散强化,使钢材强度得到提高的同时,硬度也随之增大。
 ?。?)从抗拉强度、冲击性能综合考虑,690℃附近回火具有最高的强度、冲击性能,硬度约302HBW。低于600℃的回火件有发生脆断的风险,所以回火温度应在600℃以上。