二次固溶對1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN鋼組織及力學(xué)性能的影響

馬氏體沉淀硬化不銹鋼以1948年美國Armco鋼公司發(fā)明的17-4PH不銹鋼為代表，是一種高強(qiáng)、高韌不銹鋼，其通過相變強(qiáng)化和沉淀硬化的方式來強(qiáng)化材料的性能。馬氏體沉淀硬化不銹鋼以其優(yōu)異的性能被廣泛應(yīng)用在高端制造領(lǐng)域。1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN鋼是一種我國自主研發(fā)，較17-4PH性能更加優(yōu)異的新型沉淀硬化不銹鋼，可用于制造驅(qū)動機(jī)構(gòu)重要部件等。

二次固溶熱處理工藝可改變晶界性質(zhì)，促進(jìn)晶界碳化物析出，有利于1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN鋼強(qiáng)韌性的改善。本工作嘗試?yán)枚喂倘芄に噷υ囼?yàn)鋼進(jìn)行熱處理，著重研究二次固溶對該鋼的組織和力學(xué)性能的影響，以期獲得更好的力學(xué)性能，為工業(yè)生產(chǎn)提供參考和理論依據(jù)。

試驗(yàn)1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN鋼由某公司提供，采用真空感應(yīng)+電渣重熔工藝冶煉，鋼錠經(jīng)過均勻化擴(kuò)散退火，鍛造開坯后軋制成Φ50mm的棒材，終軋溫度≤900℃。試驗(yàn)鋼的主要化學(xué)成分見表1。

表1試驗(yàn)鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）

CSiMnSPCrNiMoCuWVN

0.170.140.800.0016＜0.00515.433.431.431.450.820.380.095

表2試驗(yàn)鋼的熱處理工藝

固溶處理冷處理+時效

1100℃×1h，油冷+1020℃×1h，油冷-192℃×2h+480℃×2h，空冷

1100℃×1h，油冷+1070℃×1h，油冷

1020℃×1h，油冷

1070℃×1h，油冷

在試驗(yàn)鋼棒材1/2半徑處沿縱向取樣并進(jìn)行熱處理，試驗(yàn)的熱處理工藝見表2。在WE-300B型拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行室溫拉伸性能測試。采用氯化鐵+氯化銅+鹽酸+酒精溶液進(jìn)行腐蝕，在日立S4300掃描電鏡下觀察試驗(yàn)鋼的顯微組織和拉伸斷口形貌。TEM試樣制成40μm厚，直徑為Φ3mm的小圓片，經(jīng)6%高氯酸-冰醋酸溶液進(jìn)行雙噴，在H-800透射電子顯微鏡下進(jìn)行觀察。結(jié)果表明：

（1）相同固溶溫度，一次固溶制度下1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN鋼的強(qiáng)度和塑性均比二次固溶制度下的強(qiáng)度和塑性高，隨固溶溫度的升高，兩種固溶制度下相應(yīng)力學(xué)性能的差值減小。

（2）二次固溶改變了試驗(yàn)鋼中M23C6的分布，M23C6沿原奧氏體晶界連續(xù)分布，隨固溶溫度的升高，兩種固溶制度下M23C6析出量均減少。