2Cr13鋼是較常用的不銹鋼,具有較高的熱強性、抗氧化性,良好的減震性。在弱腐蝕介質中具有較好的耐腐蝕性,對淡水、海水、蒸氣、空氣也有足夠的耐腐蝕性。熱處理后可獲得較高的性能。常用來制做450℃以下工作的機械零件和常溫下使用的化工及食品工業容器。例如,傳動件、固定銷、拉桿、汽輪機葉片、閥座、閥板、閥桿、泵件、模具等。其中傳動件、固定銷、拉桿等零件一般在調質后使用。傳統的調質工藝是高溫加熱,油淬,然后回火。

2Cr13鋼臨界溫度:AC1820℃,AC3950℃,Ar1780℃。新國家標準推薦的調質工藝為:淬火920～980℃油冷,600～750℃回火快冷。而老標準推薦的調質工藝為:1000～1050℃油或水冷,660～770℃回火,油或水或空氣冷。而一般工廠的調質工藝為:950～1000℃油淬,640～700℃回火空冷。新、老標準所推薦的調質工藝中,淬火溫度有些差別。生產實踐表明,1050℃淬火有時有過熱現象而使馬氏體粗大,回火后沖擊韌度顯著降低。一般認為,2Cr13鋼淬火后在400～600℃回火,會使耐蝕性及沖擊值降低。而采用較高的溫度回火,可保證在使用溫度下其組織和性能穩定,并且也具有較高的耐蝕性。回火后的冷卻,有人認為可采用任意速度冷卻。有人認為該鋼有回火脆性傾向,回火后宜快冷,以抑制回火脆性的發展,獲得較高的沖擊韌度。

新工藝試驗檢測的力學性能結果和標準規定的力學性能相比,抗拉強度平均提高29%左右,斷后伸長率平均降低51%左右,斷面收縮率提高22%,沖擊吸收功提高33%。需要說明的是,在拉伸試驗中,斷口在正中的試樣其斷后伸長率大于斷口不在正中的試樣。而3個調質后的拉伸試樣其斷口均接近頭部,這可能也是斷后伸長率較低的原因之一。不管怎樣,不能表明材料的塑性指標就降低了許多。實踐與理論證明,斷面收縮率比斷后伸長率更接近真實應變,因而在塑性指標中采用斷面收縮率比斷后伸長率更為合理。而斷面收縮率提高了22%左右。由此看來,新調質工藝方法在生產中應用是可行的。對于沖擊試驗,使用的是“U”型缺口試樣,如果國標中的Ak值指的是“V”型缺口試樣,則二者的值是不能相比的。但試驗沖擊值和從資料上查得的40Cr鋼調質后的“U”型缺口試樣的沖擊值相接近。從對比意義上講,Ak值并未降低。因為新調質工藝淬火加熱溫度比傳統調質處理的淬火加熱溫度低,故鋼的晶粒較細。而鋼的沖擊值與晶粒大小有關,晶粒越細,沖擊值越大。在傳統工藝中,淬火溫度超過1000℃使組織粗大、回火后沖擊韌度顯著降低的例證很多。而且鋼的亞溫淬火未溶鐵素體呈細小均勻分布,對提高韌性有更好的作用,并使磷等有害雜質集中于少量游離分散的鐵素體晶粒中,可提高鋼的缺口韌性,降低冷脆轉變溫度,減少回火脆性等。

在回火溫度與沖擊韌度的關系方面,傳統工藝因淬火加熱溫度高,碳化物溶入奧氏體較充分,在400～600℃回火,會析出彌散度很高的碳化物,不僅耐蝕性降低,沖擊韌度也低。而新的調質工藝淬火溫度低,碳化物溶入相對較少,在該溫度段回火不會形成彌散度很高的碳化物,不會使沖擊值降低。從顯微組織方面分析,傳統工藝由于淬火溫度高,碳化物溶入充分,基體組織合金化程度比較高,即使高溫回火,基體組織也不會完全再結晶,所以會得到保留馬氏體位向的索氏體。

而新工藝淬火溫度低,回火索氏體位向不明顯,這也許是韌性不會降低的原因之一。從強烈淬火技術角度看,新工藝淬火由傳統的油冷改為水冷,在馬氏體轉變區(Ms→Mf)的強烈冷卻可改善材料塑性,提高材料強度。強烈淬火后的零件,在交變載荷下的使用壽命幾乎能提高一個數量級,而且可避免鋼件開裂,減小畸變。

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