menu

ManBetx厂

您的当前位置:网站首页 >ManBetx厂 > 固溶处理对316LManBetx组织和性能的影响

固溶处理对316LManBetx组织和性能的影响

来源:至德钢业 日期:2020-11-20 18:16:24 人气:33

 316LManBetx(00Cr17Ni14Mo2)属于美国20世纪70年代AISI300奥氏体ManBetx系列产品。它是经典的18-8(Cr-Ni)ManBetx成分改型合金,是为改善耐腐蚀性能而发展的一种Cr-Ni-Mo型超低碳ManBetx。由于其优良的耐海水腐蚀、耐晶间腐蚀性能和高温力学性能,被广泛用于管道、换热器、高温螺栓的制造和医用材料,是目前应用较为广泛的奥氏体ManBetx。


 目前热轧态的316LManBetx要经过固溶处理才能交付使用,其目的是使热轧过程中析出的碳化物在高温下固溶于奥氏体中,通过急冷使固溶了碳的奥氏体保持到常温,减少钢中铁素体含量;通过固溶参数的调整,可以对钢的晶粒度进行控制,使钢的组织得到软化,对整个板材的质量有着相当重要的意义。由于固溶处理过程中温度、保温时间和冷却速度等因素,对组织均匀性、力学性能和耐蚀性都有很大的影响。因此准确制定合理的固溶处理工艺参数对316LManBetx生产非常重要。至德钢业对316LManBetx固溶处理工艺进行实验研究,通过对力学性能、铁素体含量、拉伸断口的分析,探究了固溶处理工艺参数对组织和力学性能的影响规律,为改善316LManBetx的性能提供实验依据。


一、实验材料和方法


  实验用材料为18mm厚的316LManBetx热轧板材,其的主要化学成分如表所示。


 316LManBetx热轧板材按GB/T228-2002加工成厚度为4mm的拉伸试样,在箱式电阻炉中进行固溶处理。将热轧态ManBetx分别在950、1000、1050和1100℃温度下进行固溶处理,保温时间选择6、12、18、30和45分钟,冷却方式分别为水冷和雾冷。


 金相试样采用FeCl3盐酸溶液腐蚀;组织观察在OLYMPUS-BX51M正置金相显微镜上进行,并配套中国科仪SiscIAS6.0金相分析软件;室温力学性能测试在微机电子万能试验机(CMT4105)上进行;硬度测试采用洛氏硬度法;采用LEICA-S440i型扫描电镜(SEM)进行断口分析。


二、实验结果及分析


 1. 固溶温度的影响


  图为316LManBetx在不同固溶温度下,保温30分钟,水淬处理后的显微组织。可以看出,热轧态316LManBetx为晶粒细小的组织,随着固溶温度的提高,晶粒逐渐长大,晶粒尺寸逐渐均匀。温度低于1050℃时,晶粒尺寸增大的幅度较小;温度高于1050℃时晶粒明显粗化。由此可知,固溶温度过高将直接导致晶粒粗大。


 图是在不同固溶温度下,保温30分钟,水淬处理对316LManBetx的强度、硬度等力学性能的影响。可以看出,硬度和抗拉强度随着固溶温度的升高,呈现出下降趋势,当温度高于1000℃时,又有小幅度的上升。温度高于1050℃之后又急剧下降。这是因为热轧态的316LManBetx受到热加工硬化的影响,硬度和强度较高。加热温度升高的过程中发生回复和再结晶以及晶粒长大使得强度下降,同时由于在热加工过程中组织产生的碳化物或σ相分解固溶到奥氏体中,使得材料的抗拉强度和硬度升高。鉴于这几种强化和软化叠加对材料组织共同作用,所以强度大小出现上述现象。经过固溶处理后加工硬化的现象消失,材料组织得到了软化,温度越高,软化程度越大。伸长率δ随着温度的升高而增大,当固溶温度高于1050℃时,上升的趋势放缓。伴随着固溶温度的升高,奥氏体的含量增大,碳化物的固溶效果越好,所得到的组织塑性越好。如果温度过高,会造成晶粒快速长大,其伸长率的增长会减缓,甚至会下降。


 2. 保温时间的影响


  316LManBetx在不同的保温时间下进行固溶处理后(1050℃,水冷)得到的组织,如图3所示,其中图为热轧态组织。随着保温时间的增加,组织中晶粒逐渐增大,并且当保温时间大于30分钟时晶粒尺寸将是原始晶粒组织的3~4倍;组织逐渐均匀,晶界处析出物减少。


  晶粒度的大小对316LManBetx性能影响非常大。晶粒粗大的316LManBetx在成形时会发生破裂、表面粗糙、敏化显著导致晶间腐蚀恶化等现象。因此在生产中尽量选择晶粒大小合适的组织。


  图为不同保温时间(1050℃,水冷)对316LManBetx力学性能的影响。可以看到,随着保温时间的增加,316LManBetx的硬度呈下降趋势。当保温时间小于12分钟时,硬度为72HRB以上;当保温时间大于12分钟后硬度下降明显,18分钟时不足70HRB,下降幅度较大。热轧态的316LManBetx由于加工硬化的影响,硬度较高。经过固溶处理后加工硬化的现象消失,材料组织得到了软化。


  未经固溶处理的试样的屈服强度最高达245MPa,而经过固溶处理后的屈服强度都有所下降。当保温时间小于18分钟时,屈服强度在220MPa上下波动,对比原始试样屈服强度下降了25MPa左右;当保温时间大于30分钟时,屈服强度呈明显的下降趋势,尤其当保温时间为45分钟时屈服强度已小于200MPa,对比原始试样屈服强度下降了20%。


  同样,未经固溶处理的试样的抗拉强度最高,达到585MPa,而经过固溶处理后的抗拉强度都有所下降。当保温时间小于18分钟时,抗拉强度变化区间为545MPa至565MPa,相比原始试样抗拉强度下降了30MPa左右;而当保温时间大于30分钟后抗拉强度不足540MPa,相比原始试样抗拉强度下降了45MPa。在6~18分钟时间段由于固溶强化,回复及再结晶等多方面因素,强度的范围出现了微小的波动。


  随着保温时间的增加,316LManBetx的伸长率呈上升趋势,且大于未经固溶处理试样的伸长率,但是保温时间过长,晶粒的长大引起伸长率会下降。


  综上可知,当固溶温度为1050℃,保温6分钟是比较理想的固溶保温时间,与以往经验相符,即316LManBetx进行固溶处理时合理的保温时间的经验公式。固溶处理后的316LManBetx,若再进行适当的时效处理,力学性能会更加优越。


 3. 冷却速度的影响


  由于316LManBetx中碳含量小于0.02%,试样厚度又超过3mm,所以应该用水冷或者是喷雾冷却,这样不至于产生敏化热效应。表是在1050℃保温6分钟然后分别雾冷和水冷得到的力学性能指标。由表可以看出冷却速度越快其硬度、抗拉强度、伸长率越大,水冷的效果要明显好于喷雾冷却。


 4. 固溶处理对铁素体含量的影响


 图是未经过固溶处理与经过1050℃保温6分钟后水冷处理后试样的铁素体形态和分布的比较。将以上两种试样分别经过盐酸酒精侵蚀后,利用SISCIASV6.0金相图像分析软件测量其铁素体的含量。由图可知,经过固溶处理后的316LManBetx试样中铁素体的含量明显减少,由固溶处理前的10%降低到处理后的6%,可见合理的固溶处理工艺能够有效地减少铁素体的含量。


 5. 固溶处理对断裂机制的影响


 316LManBetx拉伸断口与主应力呈45°角并且断口表面呈纤维状,颜色灰暗。这与韧性断裂宏观表象相符,明显的属于韧性断裂。图所示为固溶处理前、后316LManBetx试样断口的SEM照片,其中图为未经过固溶处理处理,图为经过1050℃×6分钟×水冷固溶处理。由图6可以看出,都是典型的韧性断口,韧窝形状为等轴韧窝。经对比可知,未经过固溶处理的组织,韧窝密集不均匀,韧窝尺寸较小;而经过固溶处理的组织均匀,韧窝相对较少且尺寸相对较大。韧窝的尺寸越大(平均直径越大,深度越深),材料的塑性就越好。由此看来,316LManBetx经过固溶处理后的韧性要明显比未经过处理的韧性好。


三、结论


 随着316LManBetx固溶温度的提高,强度指标明显下降,伸长率急剧增加,当温度超过1050℃时伸长率增加趋势变得缓慢;随着保温时间的增加,其强度指标逐渐下降,伸长率在保温30分钟内变化不大,当保温时间超过30分钟伸长率迅速增加;水冷要比雾冷得到的综合力学性能优越;


 厚度为4mm的316LManBetx最佳的固溶处理工艺为:1050℃保温6分钟,然后水淬处理。经过此固溶处理后其试样内部组织均匀、晶粒大小适中、铁素体含量减少,力学性能明显改善,抗拉强度、屈服强度达到565MPa和220MPa,伸长率高达64.5%,硬度为73.1HRB。固溶后拉伸试样断口呈现明显的韧性断裂,韧性明显高于热轧态产品。


至德微信.jpg


本文标签:316LManBetx 

发表评论:

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。

北京 天津 河北 山西 内蒙 辽宁 吉林 黑龙江 上海 江苏 浙江 安徽 福建 江西 山东 河南 湖北 湖南 广东 广西 海南 重庆 四川 贵州 云南 西藏 陕西 甘肃 青海 宁夏 新疆 台湾 香港 澳门
ballbet安卓版西甲赞助亿万先生在线游戏和记娱通过h88285怡情