熱處理工藝對1Cr15Ni4Mo3N鋼力學(xué)性能和應(yīng)力腐蝕抗力的影響.pdf

1、1Cr15Ni4Mo3N鋼屬于半奧氏體沉淀硬化不銹鋼，具有高塑性和良好的加工性能，該鋼在航空領(lǐng)域正被廣泛應(yīng)用，主要用作螺栓、起落架接頭等受力部位。在實際應(yīng)用中由于工藝不合理，導(dǎo)致在儲存過程中發(fā)生嚴(yán)重的應(yīng)力腐蝕失效行為，險些造成重大經(jīng)濟損失。
　　本文通過熱力學(xué)計算得到了該鋼不同溫度下相組成和碳化物溶解度曲線，計算得到該鋼的Ms和Mf點。利用上述結(jié)果，設(shè)計了1Cr15Ni4Mo3N鋼熱處理工藝，研究了不同熱處理狀態(tài)下組織及其演化規(guī)律

2、，測試不同熱處理狀態(tài)下的應(yīng)力腐蝕性能，揭示熱處理工藝對應(yīng)力腐蝕性能的影響規(guī)律。
　　1Cr15Ni4Mo3N鋼四級預(yù)退火后仍保持馬氏體和部分奧氏體狀態(tài)，馬氏體局部出現(xiàn)回復(fù)現(xiàn)象。固溶處理后為馬氏體組織加8.69％的奧氏體，大部分第二相在固溶過程中溶入基體，存在典型的位錯和位錯網(wǎng)亞結(jié)構(gòu)。深冷處理后主要為馬氏體，奧氏體含量在5%以下，同時馬氏體板條中存在孿晶亞結(jié)構(gòu)和大量的位錯。250℃回火后仍然保持馬氏體板條形態(tài)，位錯密度有所降低，析出

3、相呈棒狀或橢圓型，彌散分布在板條內(nèi)部或板條界。350℃回火后呈現(xiàn)板條狀，但板條界不明銳，大量的析出相粒子呈圓形或不規(guī)則形狀分布在板條內(nèi)或呈鏈狀分布在板條界。450℃回火后組織仍然為板條組織，但板條界變得更模糊，板條界扭曲。350℃，回火2h具有較高的強度、塑性配合。
　　1Cr15Ni4Mo3N鋼裂紋擴展速率和應(yīng)力場強度因子的關(guān)系分為兩階段：第一階段，裂紋擴展速率隨應(yīng)力場強度因子的增加而增加，裂紋擴展主要由應(yīng)力場強度因子決定；在第

4、二階段，裂紋擴展速率與應(yīng)力場強度因子基本無關(guān)，控制裂紋擴展的因素是電化學(xué)因素。深冷狀態(tài)試樣第二階段呈現(xiàn)兩平臺的形狀，中間存在一個裂紋擴展速率下降的區(qū)域。
　　不同熱處理狀態(tài)具有不同的應(yīng)力腐蝕抗力。鍛造狀態(tài)應(yīng)力腐蝕臨界強度場因子87.05MPa.m1/2，深冷狀態(tài)應(yīng)力腐蝕臨界強度場因子為40.05MPa.m1/2，固溶態(tài)介于二者之間，為80.75MPa.m1/2。隨回火溫度升高，應(yīng)力腐蝕抗力升高。應(yīng)力腐蝕斷口呈現(xiàn)沿晶和穿晶脆性斷裂特