退火處理對0Cr21Ni6Mn9N耐磨板析出行為的影響

  0Cr21Ni6Mn9N(簡稱(cheng)21-6-9)是(shi)一種(zhong)用(yong)氮強(qiang)化的(de)Cr-Ni-Mn系(xi)奧氏體耐(nai)磨(mo)板(ban),其強(qiang)度高、塑韌性(xing)(xing)(xing)好(hao),在航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)領域具有應(ying)用(yong)前(qian)景。航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)工(gong)業為(wei)了(le)解(jie)決(jue)某(mou)工(gong)程液壓系(xi)統超重及(ji)采用(yong)大規(gui)格管材的(de)困難(nan),正需要研制一種(zhong)強(qiang)度高、成型性(xing)(xing)(xing)好(hao)、耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)(xing)能優良等綜合性(xing)(xing)(xing)能優良的(de)耐(nai)磨(mo)板(ban),21-6-9耐(nai)磨(mo)板(ban)則是(shi)很好(hao)的(de)候(hou)選對象。

  21-6-9耐磨板作為(wei)管材(cai)使用(yong)時,通常需采用(yong)冷(leng)(leng)拔加工成(cheng)型。為(wei)了獲(huo)得尺(chi)寸精(jing)度(du)高、性能(neng)優良(liang)的材(cai)料,要(yao)進(jin)行(xing)多(duo)次冷(leng)(leng)拔。然而,在冷(leng)(leng)拔過程中容易產生加工硬化和殘余應力(li),需要(yao)進(jin)行(xing)適當退火處理來改善其綜合(he)力(li)學性能(neng)。

  選用(yong)Φ10mm外徑×4mm壁(bi)厚×20mm長度的(de)0Cr21Ni6Mn9N奧(ao)氏體耐磨板(ban),供貨(huo)態為(wei)冷拔(ba)態,其化學成(cheng)分(質(zhi)量(liang)分數,%):C0.04,Mn9.00,P0.03,S0.05,Si1.00,Ni6.00,Cr21.00,N0.30。為(wei)了(le)研究退火(huo)(huo)過程(cheng)中(zhong)耐磨板(ban)組織(zhi)中(zhong)析出相的(de)演變規律,在(zai)箱(xiang)式電阻爐內(nei)進行(xing)不同溫(wen)度(400、550、600、630、650、700、750、850℃)保溫(wen)60min的(de)退火(huo)(huo)和在(zai)650℃時保溫(wen)不同時間(10、30、40、60、120、180、240、360min)的(de)退火(huo)(huo),退火(huo)(huo)后(hou)試樣從箱(xiang)式退火(huo)(huo)爐中(zhong)取(qu)出空冷。

  利用金相顯(xian)微(wei)鏡(jing)觀(guan)察組(zu)(zu)織形貌,試樣(yang)微(wei)觀(guan)組(zu)(zu)織腐(fu)蝕(shi)采用研(yan)磨、機械拋光后電解(jie)侵蝕(shi),電解(jie)侵蝕(shi)劑(ji)為(wei)10%草酸(suan)(suan)水溶液,操作電壓為(wei)6V,時(shi)間(jian)(jian)為(wei)20s。通過(guo)掃(sao)描電子(zi)顯(xian)微(wei)鏡(jing)(SEM)對樣(yang)品(pin)進(jin)行(xing)析出相形貌分析,并采用能譜分析儀(EDS)對析出相的(de)成分進(jin)行(xing)定(ding)性分析。腐(fu)蝕(shi)方法為(wei):苦味(wei)酸(suan)(suan)(1g)+鹽(yan)酸(suan)(suan)(5mL)+酒精(jing)(100mL)溶液,腐(fu)蝕(shi)時(shi)間(jian)(jian)為(wei)90s。

  結果表明:

  (1)21-6-9耐磨板在未處理狀態下組織中有呈粒狀分布的M23C6型碳化物析出;在200~600℃退火后,組織與未處理時相似,晶界處有少量析出物;在630~800℃退火后,析出物隨著退火溫度的增加逐漸增多;在850℃退火后,組織中無任何析出物析出。
  (2)在(zai)650℃經不(bu)同時間退(tui)火后,析出(chu)物(wu)首先在(zai)晶界析出(chu),隨著時間的延長(chang)逐漸(jian)向(xiang)晶內生長(chang),析出(chu)量逐漸(jian)增多,尺寸(cun)逐漸(jian)變大。