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5Cr15MoV馬氏體不銹鋼（高檔刀具用鋼化學成分）球化退火等溫及緩冷中碳化物行為變化
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-04-03
5Cr15MoV鋼是近年來不銹鋼生產企業為提高刀具硬度及耐磨性研發出的高檔刀具用鋼，它是以中國高碳高鉻并添加微量合金元素的馬氏體不銹鋼，較傳統的Cr13系不銹鋼其碳含量有所提高，而較7Cr17、9Cr18不銹鋼其碳含量和鉻含量均有所降低。
???5Cr15MoV鋼是近年來不銹鋼生產企業為提高刀具硬度及耐磨性研發出的高檔刀具用鋼，它是以中國高碳高鉻并添加微量合金元素的馬氏體不銹鋼，較傳統的Cr13系不銹鋼其碳含量有所提高，而較7Cr17、9Cr18不銹鋼其碳含量和鉻含量均有所降低。
熱軋態5Cr15MoV鋼室溫下具有馬氏體組織，雖然強度高，但韌性差，因此對其進行球化退火，使鋼中碳化物球化是保證后續加工性能及成品質量的必要生產環節。為此，研究人員以熱軋5Cr15MoV鋼為研究對象，探索球化退火等溫及緩冷過程中碳化物行為變化，并結合經典Ostwald熟化理論，得到5Cr15MoV鋼在緩冷過程中易粗化碳化物的類型。
試驗材料采用5Cr15MoV熱軋帶鋼，實驗材料的成分列于表1。試驗材料的Ac1點溫度為820～830℃。
表1??5Cr15MoV鋼的化學成分（質量分數，%）
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C
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Cr
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Mo
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V
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Si
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Mn
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P
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S
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Fe
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0.45～0.55
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14.0～16.0
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0.50～
0.80
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0.10～0.20
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≤
1.0
|
≤1.0
|
≤0.035
|
≤0.030
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余量
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?
等溫處理實驗加熱裝置選用具有升溫及等溫功能的SRJX-4-13箱式電阻爐，加熱爐初始溫度850℃。等溫方式如下：規定試樣從室溫下被置于加熱爐中時刻為0min，等溫時間分別設為0、2、10、15、30和60min，試樣等溫過程結束后均立即采用水淬處理。等溫后試樣的顯微結構觀察在Zeiss?EVO?18型掃描電子顯微鏡上進行。顯微組織試樣由5Cr15MoV熱軋帶鋼線切割得到，尺寸均為15mm×10mm×4mm，經等溫處理后，進行研磨、拋光、室溫下在氯化鐵+鹽酸+酒精配制成的侵蝕液中侵蝕。
緩冷處理前試樣為等溫60min后立即水淬所得試樣，緩冷處理后試樣為等溫60min后在爐內進行1～2℃/min緩慢冷卻所得試樣，緩冷處理前后的試樣經研磨、拋光，室溫下在氫氟酸+硝酸水溶液中侵蝕。利用化學相分析方法及JEM-100CX?Ⅱ型透射電子顯微鏡上的選區電子衍射分析方法完成對球化退火后鋼中碳化物類型的標定。透射電鏡薄膜試樣由線切割得到的直徑0.3mm薄片先經機械減薄，然后在高氯酸酒精溶液中進行雙噴電解減薄。
結果表明：5Cr15MoV鋼球化退火顯微組織變化可分為等溫及緩冷兩個階段，等溫階段完成細薄滲碳體片層的析出及溶斷過程，緩慢冷卻階段則完成球狀碳化物顆粒的成核、聚集及長大過程。TEM選區電子衍射分析表明，5Cr15MoV鋼中易粗化的碳化物為M23C6，細小彌散的碳化物為MC。碳化物顆粒粗化動力學的計算結果也表明富Cr的M23C6在緩冷中更易粗化，與實驗結果一致。
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