PH13-8Mo高強不銹鋼在不同溫度時效后的析出相及其對力學性能的影響

PH13-8Mo高強不銹鋼是一種典型的馬氏體沉淀硬化不銹鋼，它具有高的強度和硬度，以及良好的韌性、延性和耐蝕性能，廣泛應用于海洋工程、航天、航空、核能等領域的機械零部件上。目前，國內(nèi)還少有人針對PH13-8Mo高強不銹鋼在不同時效處理后的析出相種類及形貌進行系統(tǒng)研究，因此本工作詳盡地研究了PH13-8Mo高強不銹鋼在不同溫度下時效后析出相的種類和含量，分析了析出相對試驗鋼力學性能的影響規(guī)律，并給出了使其獲得最佳綜合力學性能的熱處理工藝。

試驗鋼采用雙真空冶煉工藝冶煉，然后經(jīng)開坯后精鍛成直徑為50mm的棒材，其化學成分為（質(zhì)量分數(shù)，%）C0.037，Mn0.005，Cr12.3，Ni8.31，Al1.2，Mo2.3，N0.0006。之后進行固溶、時效處理，固溶溫度為925℃，保溫1h，油冷，再在0℃保溫1h；時效溫度分別為510、540、550、565、595℃，空冷，各時效溫度下均保溫4h。

采用JEOL-2100F型高分辨率透射電鏡觀察不同時效處理后試驗鋼中析出相的種類、形貌與尺寸，并采用X射線衍射技術結合物理化學相分析方法對析出相的類型進行分析；采用Olympus-GX51型倒置光學顯微鏡觀察不同溫度時效處理后試驗鋼的顯微組織；采用X射線衍射儀進行殘余奧氏體含量的測定；參考GB/T228.1-2010在WE-300型液壓拉伸試驗機上進行室溫拉伸試驗，拉伸試樣的直徑為5mm；參考GB/T229-2007進行室溫沖擊試驗，沖擊試樣的尺寸為10mm×10mm×55mm，開V型缺口。試驗結果表明：

（1）隨著時效溫度從510℃升高到595℃，試驗鋼中的析出相含量逐漸增加，試驗鋼的抗拉強度和屈服強度逐漸降低，但其塑韌性則呈不斷上升的趨勢；固溶處理后再在540℃時效4h的試驗鋼具有最佳的綜合力學性能。

（2）在510～595℃的時效過程中，試驗鋼中起強化作用的析出相是不同的，在低溫（510℃和540℃）時效過程中，析出相主要為細小的六方結構的M2C；在中溫（565℃）時效過程中，析出相為六方結構的M2C、面心立方的M23C6、Ni3Al以及體心立方結構的NiAl；在高溫（595℃）時效過程中，析出相主要為面心立方的M23C6和體心立方結構的NiAl。