马氏体不锈钢(热处理对马氏体不锈钢显微组织和性能影响)
admin今天给各位分享马氏体不锈钢的知识，其中也会对热处理对马氏体不锈钢显微组织和性能影响进行分享，希望能对你有所帮助！
本文导读目录：
1、马氏体不锈钢
马氏体不锈钢
经获得适当热处理后在室温下以马氏体为基体组织的一类不锈钢。
马氏体是碳在相中的过饱和固溶体是体心立方结构，具有铁磁性。
马氏体不锈钢含11.5%～18%铬和0.1%～1.2%碳，其他合金元素小于2%～3%。
常用牌号有1Cr13、2Cr13、3Cr13、3Cr13Mo、4Cr13、2Cr13Ni2、1Cr17Ni2及9Cr18、9Cr18MoV等。
这类钢在美国AISI标准中纳入400系列。
它们在高温下以奥氏体状态存在，经过适当冷却至室温而转变成马氏体组织，钢中常含有一定量的残余奥氏体，铁素体或珠光体。
马氏体不锈钢的特点是具有较高的硬度、强度、耐磨性和良好的抗疲劳性能以及具有一定的耐蚀性。
热处理对马氏体不锈钢显微组织和性能影响
将钢坯沿纵向进行切割至合适尺寸，以用于热处理试验。
试样的奥氏体化温度选择为980、1015和1050℃，奥氏体化时间为30、60和120min，然后在将钢坯沿纵向进行切割至合适尺寸，以用于热处理试验。
试样的奥氏体化温度选择为980、1015和1050℃，奥氏体化时间为30、60和120min，然后在200～700℃之间进行回火处理，回火时间为60min。
将以上热处理后的试样进行强度和硬度测量、显微组织观察及EDS能谱分析。
图1所示为经不同奥氏体化温度处理的试样光学显微组织。
试样的奥氏体化温度分别为1050、1015和980℃，奥氏体化时间均为60min，然后统一在200℃下回火60min。
从图中可以看出，随着奥氏体化温度的升高，试样组织中的板条马氏体比例显著增多，980℃奥氏体化后材料组织中的马氏体比例最低。
将金相试样放置在空气中一周后出现了大量的腐蚀界面，说明其耐蚀性显著降低。
为了保证马氏体不锈钢组织中的马氏体含量，选择该材料的奥氏体化温度为1050℃。
图2（a）～（c）为不同回火温度处理后试样的扫描电镜组织。
图2（a1）～（c1）为其对应的EDS能谱分析结果。
试样的回火温度分别为200、500和700℃，回火时间均为60min，各试样的奥氏体化工艺一致，均为1050℃-60min。
从图2中可看出，200、500和700℃回火后试样组织中的碳化物组成分别为M23C6、M7C3和M23C6，而且随着回火温度的升高，材料组织中的析出相数量明显增多。
图3所示为不同奥氏体化工艺对试样硬度的影响，各试样的回火工艺均为200℃-60min。
从图中可看出，当奥氏体化温度为1050℃、奥氏体化时间不超过60min时，试样可以获得最大的硬度。
对于马氏体不锈钢而言，硬度是由马氏体板条在组织中的分布所决定的[3]。
当马氏体相中的合金元素含量越高、残余奥氏体越少时，材料的硬度越高。
奥氏体化温度的提高可以改善合金元素的均匀性、减少残余奥氏体的含量，因此可以促进材料硬度的提高。
但奥氏体化时间过长，会导致材料晶粒的异常长大，材料的强硬度异常恶化。
保持试样的奥氏体化工艺一定（1050℃-60min），当试样经200～700℃回火60min后，各试样的硬度如图4所示。
从图4中可看出，当试样的回火温度为200～400℃时，试样的硬度值轻微下降；在400～500℃回火温度内，材料的硬度小幅度提高，这可以归因于二次硬化现象，通常与马氏体板条内的M7C3碳化物的形成有关。
在500～700℃的回火温度范围内，材料的硬度大幅度下降，这种软化行为的发生是由于材料组织中的M7C3碳化物开始粗化并部分转变为M23C6碳化物。
图5为不同奥氏体化温度下的应力-应变曲线。
奥氏体温度分别为980、1015和1050℃，奥氏体化时间为60min，奥氏体化后均在200℃保温60min进行回火处理。
从图中可看出，随着奥氏体化温度的升高，其抗拉强度会有所升高但变化不明显。
在1050℃时，其抗拉强度达到1800MPa；这主要是由于随着奥氏体温度的升高，板条马氏体的数量明显增多，板条马氏体属于硬质相，其抗拉强度会升高，但是在这个温度范围内淬火，中等大小的奥氏体晶粒长大，又会降低其抗拉强度。
保持试样的奥氏体化工艺一定（1050℃-60min），当试样经200～700℃回火60min后拉伸强度和屈服强度随回火温度的变化如图6所示。
从图中可以看出，当回火温度从200℃提高到400℃时，强度轻微降低；当回火温度从400℃升高至500℃范围内，材料的强度由于二次强化而出现一定的增加；随着回火温度进一步升高至700℃，材料的强度显著恶化。
材料强度随回火温度的变化与硬度变化规律一致。
经不同回火温度处理后试样拉伸断口SEM照片如图7所示。
当回火温度为500℃时，试样的断口出现了明显的塑性变形，其断口形貌呈韧窝状。
而回火温度为200和700℃时，仅在少量微孔中发现了韧窝，绝大部分呈现出河流花样。
而事实上，200和700℃回火温度下的试样均为混合断裂，断裂面主要表现为河流状断裂或是含有少量纤维状韧性区域的脆性混合断裂，韧窝状主要存在于基质碳化物界面。
综合以上检测数据，对该材料而言，最佳的热处理工艺为1050℃-60min奥氏体化处理+500℃-60min回火处理。
该热处理工艺既能保证材料的强硬度和组织中的马氏体含量，具有一定的韧性特征，综合力学性能最佳。
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马氏体不锈钢与304的区别
1、含量不同：马氏体不锈钢主要为铬含量12%-18%的低碳或高碳钢；304不锈钢含有18%以上的铬，以及8%以上的镍。
3、用途不同：马氏体不锈钢主要用于蒸汽轮机叶片、餐具等；304不锈钢广泛用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。
由于两者在化学成分上的差异而使他们的耐蚀性不同，普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀，而耐酸钢则一般均具有不锈性。
那么以上的内容就是关于马氏体不锈钢的介绍了，热处理对马氏体不锈钢显微组织和性能影响是小编整理汇总而成，希望能给大家带来帮助。
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