馬氏體不銹鋼和耐熱鋼的金相分析

馬氏體不銹鋼和耐熱鋼基本體系

馬氏體不銹鋼和耐熱鋼是一類基體為馬氏體組織、有磁性，通過熱處理(淬火、回火)可調(diào)整其力學(xué)性能的不銹鋼。

馬氏體型不銹鋼、耐熱鋼是以12Cr13 (原1Cr13) 為原型衍生發(fā)展而形成的一類鋼，見下圖。該類鋼的Cr含量大多在13wt%左右，部分高達(dá)18wt%，也有少數(shù)低達(dá)5wt% (如12Cr5Mo,主要作為耐熱鋼用)。該類鋼淬火后基體組織主要為馬氏體，當(dāng)?shù)吞紩r(shí)為馬氏體+鐵素體，當(dāng)高碳時(shí)為馬氏體+碳化物。

馬氏體不銹和耐熱鋼的熱處理及金相分析

馬氏體不銹鋼和耐熱鋼能在淬火過程中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，可以因此獲得熱處理強(qiáng)化效果。所以這類鋼可進(jìn)行多種熱處理，滿足不同的力學(xué)性能要求。

(1)退火處理；

(2)淬火處理；

(3)淬火后回火：①低溫②中溫③高溫

馬氏體不銹鋼的退火處理及金相組織

馬氏體不銹鋼經(jīng)鍛軋后，由于空冷即會(huì)產(chǎn)生馬氏體轉(zhuǎn)變，使鍛件變硬，在段件表面容易產(chǎn)生淬火裂紋，同時(shí)高硬度也不易進(jìn)行切削加工。因此，這類鋼段后應(yīng)緩冷，并及時(shí)進(jìn)行軟化處理:一種是進(jìn)行回火，一種是完全退火。

由于鍛件鍛造變形量和終鍛溫度的不同，進(jìn)行回火的鍛件的原始狀態(tài)是不司的。-些已完成了再結(jié)晶，而一些尚未完成。又由于回火的參數(shù)(溫度、時(shí)司)不同，其回火后的金相組織會(huì)有很大的差異。有的會(huì)形成回火索氏體。而有的甚至可能還會(huì)保留鍛后變形組織的形態(tài)，軟化效果較差。

奧氏體不銹鋼的金相檢驗(yàn)

奧氏體不銹鋼的金相組織控制除晶粒大小外，還有a鐵素體相含量，有害析出相以及晶界腐蝕檢驗(yàn)等。奧氏體不銹鋼的組織以奧氏體(y相)為主，并有少量或一定量的鐵素體(δ相或a相)，還可能出現(xiàn)a'相(體心立方馬氏體)、ε相(密集立方馬氏體)、碳化物、氮化物以及金屬間化合物(如o相、Laves相等)。

奧氏體不銹鋼可能出現(xiàn)的析出物類別與具體成分及熱處理過程有關(guān)?？赡芪龀鑫锖拖嚓P(guān)結(jié)構(gòu)、化學(xué)配比見下表。

奧氏體不銹鋼中鐵素體含量的金相測定

奧氏體不銹鋼中的鐵素體有高溫階段形成并部分或全部保留至室溫的6相，以及由奧氏體轉(zhuǎn)變形成的低溫鐵素體a相。奧氏體不銹鋼鑄件及焊縫中包括鍛件的偏析區(qū)，一般主要是8相。a相與8相由于是同一晶體結(jié)構(gòu)，有時(shí)在文獻(xiàn)中是串用的，在金相上也較難區(qū)別。

鐵素體的存在能夠防止焊縫區(qū)及鑄鋼件的熱裂紋;阻止奧氏體晶粒粗化;提高屈服強(qiáng)度;減少晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕傾向。缺點(diǎn)是δ相會(huì)促進(jìn)o相形成，用鋼脆性增大，增大點(diǎn)腐蝕傾向。因此在實(shí)際生產(chǎn)中對8鐵素體含量都有一定控制范圍。 如焊縫中，-般希 望8鐵素體量在3%~15%之間。奧氏體不銹鋼中鐵素體含量的測定方法有金相法、磁性法、X射線衍射法以及當(dāng)量一圖解法等，這些方法各有一定局限性，有不同的誤差。

金相法：適用標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 13305-2008《不銹鋼中a-相面積含量金相測定法》以及新制定的黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB/T 4402-2014《不銹鋼中8鐵素體面積含量金相測定法》。國際上有SAE AMS 2315E-2008《8鐵素體含量的測定》標(biāo)準(zhǔn)。

金相分析時(shí)，按規(guī)定或協(xié)議取樣，檢測面不得小于10mm2。制樣后經(jīng)鐵氰化鉀堿性水溶液或硫酸銅鹽酸水溶液，或氯化鐵鹽酸乙醇水溶液浸蝕，選取a-相面積最大視場，在300倍下(a相) 或250倍下(δ相)與標(biāo)準(zhǔn)圖片對照評測。