电渣熔铸ZG06Cr13Ni4Mo低碳马氏体不锈钢力学性能研究
ZG06Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢叶片热处理工艺研究

ZG06Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢叶片热处理工艺研究周彤;卫心宏【摘要】研究了不同热处理工艺对ZG06Cr13Ni4Mo材质性能的影响.试验表明,该材质在1 010℃正火+605℃一次回火+580℃二次回火热处理后,各项性能指标达到最优,其组织为低碳马氏体+逆转变奥氏体,具有较高的强度、低温韧性和适合的硬度,并在应用大型叶片铸件热处理生产中,满足了产品性能要求.【期刊名称】《铸造设备与工艺》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】4页(P32-34,47)【关键词】ZG06Cr13NI4Mo;马氏体不锈钢;叶片【作者】周彤;卫心宏【作者单位】太原重工冶铸分公司,山西太原030024;太原重工冶铸分公司,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TG23大型叶片是水电水轮机中的关键零件,零件的服役条件较为恶劣,长期承受高压水流冲击、磨损和侵蚀,材质选择综合力学性能和耐侵蚀性能良好的ZG06C r13N i4M o马氏体不锈钢材质。
随着水电及相关铸件向大型化发展,对ZG06C r13N i4M o等不锈钢材质的性能提出了更高的要求。
为此,结合国内某水电设备企业ZG06C r13N i4M o大型叶片的生产试制,通过对材质化学成分的内控、热处理工艺对比试验和试验结果分析,确定了ZG06C r13N i4M o不锈钢材质优化的一次正火+两次回火热处理工艺,生产出满足高性能要求的铸件。
ZG06C r13N i4M o材质为高强度马氏体不锈钢,要求具有较高的力学性能、较好的低温冲击韧性。
为了提高材质的性能,对化学成分进行了内控,要求w(C)≤0.04%,w(P)≤0.025%,w(S)≤0.08%,并对气体含量进行控制。
表1为材质内控的化学成分范围和试样化学成分的分析结果,表2为材质气体含量内控要求和试样气体含量分析结果。
ZG06C r13N i4M o材质熔炼采用30 t电炉熔炼,25T L F炉精炼进行合金化、调整成分和温度,25T V O D炉进行脱碳除气,从而获得超低碳、成分均匀、纯净度高、有害气体含量低的钢水。
不锈钢电渣重熔技术

= 炉管、叶片、护环、水轮机导叶和叶片
油气开采:超级13Cr、15Cr、双相不锈钢
= 石油化工:高温、耐蚀部件(管道、阀门) = 海洋工程(海水淡化):超级双相不锈钢、超级奥氏体 = 不锈钢
特殊钢先进冶金工艺与装备教育部工程研究中心
Northeastern University
二、电渣重熔的不锈钢品种及 其应用
=
电渣重熔的起源-首个不锈钢电渣锭
的不锈钢主要钢种
马氏体不锈钢 沉淀硬化马氏体不锈钢 超级铁素体不锈钢 奥氏体不锈钢、超级奥氏体不锈钢、高 = 氮奥氏体不锈钢 双相不锈钢、超级双相不锈钢
钢渣接触条件的比较
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电渣重熔冶金
渣池强烈搅 拌:电动力、 电磁力、自然 对流、气体逸 出和膨胀的推 力
=
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非金属夹杂物的去除
电渣熔铸去除钢中非金属夹杂物主要发生在电极熔化末端熔滴 = 形成的过程中 电极熔化末端熔滴形成过程的钢渣接触面积最大,达3219 mm2/ = 克,它是熔滴过程的67 倍,是金属熔池的21000 倍 电极熔化末端熔滴形成的时间较熔滴滴落时间为长,约为1.41 倍 = 电极熔化末端熔滴形成过程是最先和熔渣接触并发生反应部 = 分,钢中原始夹杂物含量最高,无疑可大量去除夹杂 小尺寸的熔滴去除非金属夹杂物效果比大尺寸强。熔滴内大颗 = 粒的非金属夹杂物的减少较小颗粒的为强
ZG04Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢力学性能研究

10.3969/j.issn.1673-3355.2018.0I.10
ZG04Crl 3Ni4Mo马 氏体 不 锈 钢 力 学 性 能 研 究
张 洪 生 -, 付 晓 虎 , 张 苏 鼍
摘 要 :通 过 热 {=5l拟 试验 {iJl=究 -次 火 、两次 同火 热 处 条 什 卜, Il 火 度 、iE火 冷 却 速 度 、 次 【uI火温 度 、 次 叫 火温 度 及 『【I1火 t1、J‘I;ilX、J ( ()4(:l13Ni4M 马 氏体 小 锈 俐 能 的 影 响 一iI ̄,: Z/”I: 丧明 ,ZG04CI’j3Ni4M{} j 体 小 锈 钢 住 l 040℃ it{火liq 嵌 度 flI 较 好 , 正火 冷却 速 度 快 和 一次 火 J 『 利 r 圈 服 强 度 的提 高 .ffl一 次 【IJJ火 濉 升 尚降 低 j 抗 十 慢 俊 . 次 【IlJ火 温 度升 高  ̄lI.I火 II、]-ihI J-('}力IJ均 小 利 了: J 10提 舟 关键词 :ZG04Crl3Ni4M‘ ; 氏体不锈 ;热模拟试验 ; JJ Pl-:fibl 中 图分 类 号 :rr( 142.7l 文献 标 识 码 :A 文 章 编 号 : 1673-3355 {20l8)()l—o0l0—05
M echanical Property Test of ZG04Crl3Ni4M o M artensitic Stainless Steel l}】l1g 1_h}ngsheng. Fu XiaollLl, Zhang SIIXing
A bstract: rl1( ¨T1al Siinillali(川 _re t w l 【-a r}, d IItlt Io HI/ ̄11yZe }l¨ { m t·I【JI’nol nlalizing ten1p( Iatt J FC',nf)I.r e alizing 【’{}oliilg l·tit(-.I}i—iina1 v tenit) ilIg tenll}( ratul1e se( ondary t{ ̄lll[)lBI illg h.1nli( rn“… alld I( ̄lllii{ m lg thn{、lJl1 the I11 ̄( hnni(‘dl pi’OI}CI’iy ()1 Z(;04Cl’1 3Ni4M 【1 f11|Irfensilit·Hhlinless steel tllid{'3·oi1{ norinallzing and 1w{'lI ll I1Pritig hea1 Ii'eatIllen[.'.:>. I1he test rt stlIl rI t、IlIs tllt ZG04(:r13Ni4M(,I】1HrI(qlsif tt·stainl ss steel has Ir iettel’stlt ngih |IlI,I t}htslh·ilv whei1 it was T]OI’r ealized dI 1 040 : and higl1 IlI)rnlalizing ‘ ooling l [t11(1 primary ter nI)eriilg ieinI1f】rai rlr( 1)Pnefii lt)f】1r iIIIprove the yiehI sli’Pngih but.in(!i‘etlSlllg i}rhnal'y h lUlierhIg lI niI)Pi' ̄. 11itl* e l I]llCCS the tensile strength .dll【I in{’t-t d!  ̄‘ lllg t ‘ {}n{laiT f III]}e rilIg ten 1)E lHNII’I1[11111 tim{ holh al’ uol g(,【JII“)r Ill{ sir( nglh iniI)r(}velllell[. K eyw ords:Z(;04CI·13Ni4Mo; inariensiii{'s1ainless s t l; Ihel’IllllI si,inllalIll11I l; 11/ ̄{‘hani{ al ‘lf)(‘rI,
力学性能对低碳马氏体不锈钢00Cr13Ni5Mo抗空蚀性能的影响

t e mp e r e d a t 5 5 0℃ ~6 0 0 ℃ f or i t s ig h h e r r e v e r s e d a u s t e n i t e v o l u me . Ke y wo r d s :h y d r a u l i c t u r b i n e ;c a v i t a t i o n e r o s i o n ;l o w c rb a o n ma r t e n s i t i c s t a i n l e s s s t e e l ;h e a t
Ef f e c t o f Me c h a n i c a l Pr o p e r t i e s o n Ca v i t a t i o n Er o s i o n Re s i s t a n c e o f 0 0 Cr l 3 Ni 5 Mo
Ac a d e my o f S c i e n c e s ,
Ab s t r a c t :Ca v i t a t i o n e r o s i o n r e s i s t a n c e o f 0 0 Cr l 3 Ni 5 Mo s t e e l h e a t . 仃e a t e d a t d i fe r e n t t e mp e r a t u r e
wa s t e s t e d i n d i s t i l l e d wa t e r , a n d t h e r e l a t i o n s h i p b e t we e n me c h a n i c a l p r o p e r t i e s a n d a c c u mu l a t i v e
性能比5 5 0 ℃ ~6 0 0 ℃回火的更好 。
RG03-12.14 ZG06Cr13Ni4Mo铸造不锈钢冶炼浇注操作工艺规程

1 适用范围、钢号特性及用途1.1 本规程适用于JB/DQ1554-89中小型水轮机铸钢件技术条件与GB6967-86工程结构用中、高强度不锈钢铸件中规定的ZG06Cr13Ni4Mo。
1.2 化学成分(wt.%)(2) 残余元素:Cu≤0.50%,V≤0.03%,W≤0.10%,残余元素总量≤0.80%。
1.3 机械性能(≥)1.4 ZG06Cr13Ni4Mo用于水轮机的叶片及转轮室等铸钢件,具有良好的抗汽蚀、耐泥沙磨损和抗水下疲劳性能,并有较高的强度和韧性,还有较好的铸造性能和焊接性能。
2 冶炼浇注特点2.1 本钢号要求C≤0.07%,尽量控制C≤0.06%,冶炼温度较高,因此,要求用无碳炉衬,能耐高温侵蚀。
所用原材料必须清洁干燥。
对于任何可能引起增碳的操作环节都要严格控制。
必须保证吹氧终点碳≤0.03%。
冶炼应安排在干燥、晴朗天气下进行。
2.2 在不锈钢中加入稀土元素可以有效地改善钢的耐蚀性、铸造流动性和机械性能。
为此,出钢时在钢包中以金属铈或混合稀土的形式加入0.15~0.20%Re。
为了使稀元素脱氧产物易于上浮,出钢温度相应提高20~30℃。
2.3 在空气中浇钢,二次氧化会严重恶化铸件的内在质量。
采用氩气保护浇注是防止二次氧化的有效措施。
即在钢包水口与浇口之间安装吹氩保护罩,浇注前向浇注系统及型腔内通氩气驱除空气,降低保护罩内氧的分压,并在氩气保护下浇注。
3冶炼前的准备3.1 对炉体的要求3.1.1 采用无碳炉衬,在炉龄前期(新打结的炉衬5炉以后),炉体坚实,形状良好的炉况下冶炼。
3.1.2 前一炉冶炼低碳钢,炉内不得残留废钢,尽量出尽炉渣,用镁砂(卤水粘结)仔细补好渣线,千万不得混入沥青。
3.2 原材料3.2.1 石灰:采用新焙烧的优质石灰。
还原期用的石灰一定要经过人工选择,选出烧透的块状石灰,装在料斗内,覆盖薄铁板烘烤,其中不得混入黑色或黄色块状物及碎屑。
3.2.2 Fe-Cr:采用含C≤0.06%的微碳铬铁,准确过磅后逐块用干燥的压缩空气吹干净,装在料斗内用柴油喷枪烘烤。
06Cr13Ni4Mo类钢的热处理

06Cr13Ni4Mo类钢的热处理一、前言06Cr13Ni4Mo类钢属于低碳马氏体不锈钢.是在Cr13型马氏体不锈钢的基础上添加镍、钼元素并降低含碳量(一般不大于0.07%)而发展起来的优良钢种。
目前主要用于核电用泵方面,制造重要的轴、壳体锻件和水轮机叶片、叶轮等铸件。
在铸件制造时会适当加入稀土元素,其目的是净化钢水,降低夹杂物的含量。
典型的钢号有06Cr13Ni4Mo(ZG06Cr13Ni4MoRE),06Cr13Ni6Mo(ZG06Cr13Ni6MoRE)二、 06Cr13Ni4Mo类钢几个典型钢号成分化学成分表(表1)三、材料特性1. 良好的大截面力学性能,直径400mm的轴类(锻件)其表面至中心硬度差不会大于50HB。
2. 奥化后风冷、空冷均可得到马氏体组织。
3. 良好的静动态断裂韧性和可焊性。
4. 良好的水下疲劳性能和抗汽蚀性能。
5. 较高的强度、韧性及塑性。
6. 良好的耐腐蚀性。
四、组织结构因为碳和合金元素的关系,热处理后会形成板条状马氏体,具有位错型亚结构。
亚结构以晶体内密度很高的位错为主,所以板条状马氏体又称位错马氏体。
4-6%的镍元素的加入,促进了奥氏体的稳定性,还减少了由于低碳和钼元素的加入可能引起的增加δ铁素体的作用,降低了钢的相变点。
因为钢的相变点的降低,使钢淬火后在略高于Ac1温度回火会获得保留板条马氏体位向的回火索氏体的基体上分布一定量的诱导奥氏体。
五、临界温度(近似值),℃1. 06Cr13Ni4Mo(表2)六、热处理制度1. 06Cr13Ni4Mo类钢的退火:因为材料有较强的自硬性,退火后即使以缓慢的速度冷却也会有一些贝、马存在。
只有将其加热到AC1或略高于AC1的温度保温(620-660℃),保温时间以1-1.2min/mm计算,保温后空冷或炉冷,硬度可在240-270HB之间,其组织为铁素体和碳化物的混合物,有一定量的诱导奥氏体存在。
对于大截面的铸件,为减少组织成分的不均匀性,可在铸后进行一次扩散退火处理。
不锈钢的力学性能

不锈钢的力学性能 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-不锈钢的力学性能(一)一、强度(抗拉强度、屈服强度)不锈钢的强度由各种因素来确定,但最重要的和最基本的因素是其中添加的不同化学元素,主要是金属元素。
不同类型的不锈钢由于其化学成分的差异,就有不同的强度特性。
(1)马氏体型不锈钢马氏体型不锈钢与普通合金钢一样具有通过淬火实现硬化的特性,因此可通过选择牌号及热处理条件来得到较大范围的不同的力学性能。
马氏体型不锈钢从大的方面来区分,属于铁—铬—碳系不锈钢.进而可分为马氏体铬系不锈钢和马氏体铬镍系不锈钢。
在马氏体铬系不锈钢中添加铬、碳和钼等元素时强度的变化趋势和在马氏体铬镍系不锈钢中添加镍的强度特性如下所述。
马氏体铬系不锈钢在淬火—回火条件下,增加铬的含量可使铁素体含量增加,因而会降低硬度和抗拉强度。
低碳马氏体铬不锈钢在退火条件下,当铬含量增加时硬度有所提高,而延伸率略有下降。
在铬含量一定的条件下,碳含量的增加使钢在淬火后的硬度也随之增加,而塑性降低。
添加钼的主要目的是提高钢的强度、硬度及二次硬化效果。
在进行低温淬火后,钼的添加效果十分明显。
含量通常少于1%。
在马氏体铬镍系不锈钢中,含一定量的镍可降低钢中的δ铁素体含量,使钢得到最大硬度值。
马氏体型不锈钢的化学成分特征是,在0.1%----1.0%C,12%---27%Cr的不同成分组合基础上添加钼、钨、钒和铌等元素。
由于组织结构为体心立方结构,因而在高温下强度急剧下降。
而在600℃以下,高温强度在各类不锈钢中最高,蠕变强度也最高。
(2)铁素体型不锈钢据研究结果,当铬含量小于25%时铁素体组织会抑制马氏体组织的形成,因而随铬含量的增加其强度下降;高于25%时由于合金的固溶强化作用,强度略有提高。
钼含量的增加可使其更易获得铁素体组织,可促进α’相、σ相和χ相的析出,并经固溶强化后其强度提高。
但同时也提高了缺口敏感性,从而使韧性降低。
马氏体不锈钢的基本介绍与主要性能

马氏体不锈钢的基本介绍与主要性能马氏体不锈钢是指在室温下保持马氏体显微组织的一种铬不锈钢。
通常情况下,马氏体不锈钢比奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢具有更高的强度,可通过热处理进行强化,具有良好的力学性能和高温抗氧化性。
该钢种在大气、水和弱腐蚀介质如加盐水溶液、稀硝酸及某些浓度不高的有机酸,在温度不高的情况下均有良好的腐蚀介质。
但该钢种不耐强酸,如硫酸、盐酸、浓硝酸等的腐蚀,常用于水、蒸汽、油品等弱腐蚀性介质。
由于铬不锈钢可通过热处理强化,因此为了避免强度过高产生脆性,应采用正确的热处理工艺。
基本介绍标准的马氏体不锈钢是:403、410、414、416、416(Se)、420、431、440A、440B和440C 型,这些钢材的耐腐蚀性来自“铬”,其范围是从11.5至18%,铬含量愈高的钢材需碳含量愈高,以确保在热处理期间马氏体的形成,上述三种440型不锈钢很少被考虑做为需要焊接的应用,且440型成份的熔填金属不易取得。
标准马氏体钢材的改良,含有类如镍、钼、钒等的添加元素,主要是用于将标准钢材受限的容许工作温度提升至高于1100K,当添加这些元素时,碳含量也增加,随着碳含量的增加,在焊接物的硬化热影响区中避免龟裂的问题变成更严重。
性能马氏体不锈钢能在退火、硬化和硬化与回火的状态下焊接,无论钢材的原先状态如何,经过焊接后都会在邻近焊道处产生一硬化的马氏体区,热影响区的硬度主要是取决于母材金属的碳含量,当硬度增加时,则韧性减少,且此区域变成较易产生龟裂、预热和控制层间温度,是避免龟裂的最有效方法,为得最佳的性质,需焊后热处理。
马氏体不锈钢是一类可以通过热处理(淬火、回火)对其性能进行调整的不锈钢,通俗地讲,是一类可硬化的不锈钢。
这种特性决定了这类钢必须具备两个基本条件:一是在平衡相图中必须有奥氏体相区存在,在该区域温度范围内进行长时间加热,使碳化物固溶到钢中之后,进行淬火形成马氏体,也就是化学成分必须控制在γ或γ+α相区,二是要使合金形成耐腐蚀和氧化的钝化膜,铬含量必须在10.5%以上。
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电渣熔铸ZG06Cr13Ni4Mo低碳马氏体不锈钢力学性能研究冯浩;刘福斌;李花兵;姜周华;董艳伍;陈瑞;宋照伟;耿鑫【摘要】对热处理后的电渣熔铸低碳马氏体不锈钢ZG06Cr13Ni4Mo分别进行拉伸试验、冲击试验和硬度试验,利用金相显微镜(OM)观察热处理后的显微组织,应用扫描电镜(SEM)观察拉伸断口和冲击断口,系统研究了电渣熔铸前后低碳马氏体不锈钢的力学性能.通过与电极的对比表明,电渣熔铸低碳马氏体不锈钢的晶粒更加细小,其力学性能优于自耗电极,并且各向异性程度低.【期刊名称】《材料与冶金学报》【年(卷),期】2013(012)001【总页数】5页(P45-49)【关键词】电渣熔铸;低碳马氏体不锈钢;力学性能【作者】冯浩;刘福斌;李花兵;姜周华;董艳伍;陈瑞;宋照伟;耿鑫【作者单位】东北大学材料与冶金学院,沈阳110819;东北大学材料与冶金学院,沈阳110819;东北大学材料与冶金学院,沈阳110819;东北大学材料与冶金学院,沈阳110819;东北大学材料与冶金学院,沈阳110819;沈阳铸造研究所,沈阳110021;沈阳铸造研究所,沈阳110021;东北大学材料与冶金学院,沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TG113ZG06Cr13Ni4Mo是一种低碳马氏体不锈钢,对应于ASTM标准中的CA6NM不锈钢,因其优异的铸造和焊接性能、良好的强韧性及耐腐蚀性被广泛应用于水轮机组件、阀体、核电站压力容器及海上的钻井平台中[1~3].该马氏体不锈钢的优异性能源于其特殊的微观组织.经过恰当的正火及回火处理后,其微观组织为回火马氏体和弥散分布在马氏体基体中的片层状逆变奥氏体的两相结构[4~6].塑性变形时逆变奥氏体能够吸收变形功转变成马氏体,显著改善材料韧性.本文用电渣重熔对钢锭进行二次精炼,获得了高金属纯净度、组织致密、晶粒细小的06Cr13Ni4M电渣铸锭,并对它的力学性能进行了系统研究.实验采用电渣熔铸工艺制备低碳马氏体不锈钢ZG06Cr13Ni4Mo.自耗电极和电渣锭的化学成分如表1所示.对自耗电极和电渣锭采用相同的热处理工艺进行处理,如表2所示.热处理后,分别在自耗电极和电渣锭的横截面和纵截面上切取试样.所有试样经砂纸湿磨后抛光,采用质量分数为10%的草酸溶液进行电解腐蚀.应用金相显微镜(OM)观察显微组织.分别沿电渣锭和自耗电极的轴向和径向切取拉伸棒状试样.在SANS-CMT5105型微机控制电子万能试验机上进行室温拉伸性能测定,拉伸速度为3 mm·min-1,引伸计标距为25 mm.测定所有试样的抗拉强度Rm、规定非比例延伸强度Rp0.2、断后伸长率A和断面收缩率Z.应用扫描电镜(SEM)观察试样断口形貌,研究断裂的微观机理.经过相同热处理后,分别沿电渣锭和自耗电极的轴向和径向切取冲击试样.在JBW-500屏显式冲击试验机上进行冲击试验,测定所有试样的冲击功AKV.应用扫描电镜(SEM)观察试样断口形貌,研究断裂的微观机理.在热处理后的电渣锭和自耗电极上分别切取试样,经砂纸湿磨后抛光,应用布氏硬度计测定试样上3个不同位置的硬度,取平均值作为最终结果.经过热处理后电渣锭与自耗电极的微观组织如图1所示.与自耗电极相比,电渣锭横截面和纵截面的晶粒更加细小.由于电渣熔铸具有良好的凝固条件,因此电渣锭的组织致密均匀,晶粒细小,电渣锭经过热处理后晶粒更加细小.而电极采用砂型铸造,原始晶粒粗大,虽然热处理具有细化晶粒的作用,但其晶粒尺寸仍较大.电渣锭和电极拉伸性能的测定结果如表3所示,从表中可知电渣锭的Rm为810 MPa以上,RP0.2为 575 MPa以上,A为 21.7%以上,Z为67.3%以上.通过与电极的对比可以看出,电渣锭的拉伸性能优于电极,并且各向异性的程度较低.从电渣锭和电极的显微组织(见图1)可以看出,由于电渣熔铸冷却强度大,热处理后电渣锭的晶粒更加细小.由于金属晶粒越细小,晶界的总面积越大,变形晶粒中的位错在晶界处受到的阻力越大,金属的强度越高.细小晶粒内部和晶界附近的应变相差较小,变形较均匀,因应力集中引起开裂的概率也较少,在断裂之前可承受较大的变形量,因此细晶粒电渣锭的塑性较高[7].同时,由于电渣熔铸顺序结晶和定向凝固的特点,电渣锭的组织更加均匀,因此其各向异性程度低.利用扫描电镜(SEM)观察拉伸断口形貌(图2).从图2中可以看出,电渣锭中韧窝数量多,深度大,因此塑性更好.电渣锭轴向拉伸试样的断口形貌与径向拉伸试样的断口形貌大致相同,因此各向异性程度低.电渣锭和电极的冲击性能如表4所示.从表中可知,电渣锭的冲击功为154 J以上.通过与电极的对比可以看出,电渣锭的冲击韧性更好,各向异性程度更低.从电渣锭和电极的显微组织(图1)可以看出,由于电渣熔铸冷却强度大,热处理后电渣锭的晶粒更加细小.金属晶粒越细小,晶界的总面积越大,变形晶粒中的位错在晶界处受到的阻力越大,金属的强度越高.由于细晶粒金属的裂纹不易产生也不易扩展,因而在断裂过程中吸收了更多的能量,表现出较高的韧性[7].同时,由于电渣熔铸顺序结晶和定向凝固的特点,电渣锭的组织致密均匀,各向异性程度低.应用扫描电镜(SEM)观察电渣锭与电极的冲击断口形貌如图3所示,从图中可以看出电渣锭断口处的韧窝数量较多,分布均匀,表现出较好的冲击韧性.同时,电渣锭轴向试样的断口形貌与径向试样的断口形貌大致相同,电渣锭各向异性程度低. 应用布氏硬度计测定热处理后电渣锭与电极的硬度如表5所示.从表中可以看出电渣锭的硬度值为278,高于电极的硬度.从电渣锭和电极的显微组织可以看出,由于电渣熔铸冷却强度大,热处理后电渣锭的晶粒更加细小.同时金属晶粒越细小,晶界的总面积越大,变形晶粒中的位错在晶界处受到的阻力越大,宏观表现为金属的硬度值越高.以热处理后的电渣熔铸低碳马氏体不锈钢为研究对象,分别进行拉伸试验、冲击试验和硬度试验,利用金相显微镜(OM)观察热处理后的显微组织,应用扫描电镜(SEM)观察拉伸断口和冲击断口,研究电渣熔铸低碳马氏体不锈钢的力学性能.通过与电极的对比,研究电渣熔铸对力学性能的影响.具体研究结果如下:(1)经过热处理后,电渣熔铸低碳马氏体不锈钢的晶粒更加细小.电渣熔铸具有良好的凝固条件,因此电渣锭的组织致密均匀,晶粒细小,电渣锭经过热处理后晶粒更加细小.而电极采用砂型铸造,原始晶粒粗大,虽然热处理具有细化晶粒的作用,但其晶粒尺寸仍较大.(2)电渣熔铸低碳马氏体不锈钢的Rm为810 MPa以上,RP0.2为 575 MPa以上,A为21.7%以上,Z为67.3%以上.电渣锭的拉伸性能明显优于电极,并且各向异性的程度低.由于电渣熔铸冷却强度大,热处理后电渣锭的晶粒更加细小,塑性更高.同时,由于电渣熔铸顺序结晶和定向凝固的特点,电渣锭的组织更加均匀,因此其各向异性程度低.(3)电渣熔铸低碳马氏体不锈钢的冲击功在154 J以上,冲击韧性优于电极,各向异性程度更低.由于电渣熔铸冷却强度大,热处理后电渣锭的晶粒更加细小,韧性更好.同时,由于电渣熔铸顺序结晶和定向凝固的特点,电渣锭的组织致密均匀,各向异性程度低.(4)电渣熔铸低碳马氏体不锈钢的布氏硬度为278,高于电极的硬度.由于电渣熔铸冷却强度大,热处理后电渣锭的晶粒更加细小,宏观表现为电渣锭的硬度值更高. 【相关文献】[1]孙霞,刘春明.铸造低碳马氏体不锈钢的现状与发展趋势[J].铸造,2007,56(1):1-5. (Sun Xia,Liu Chun-ming.Status and tendencyof development for cast low carbon martensitic stainless steel[J].Foundry,2007,56(1-5).)[2]Bilmes P D,Solari M,Llorente C L.Characteristics and effects of austenite resulting from tempering of 13CrNiMo martensitic steel weld metals[J].Mater Charanct,2001,48: 285-290.[3]Gesnouin C,Hazarabedian A,Bruzzoni P,et al.Effect of post-weld heattreatmenton the microstructure and hydrogen permeation of 13CrNiMo steels [J].Corros Sci,2004,46:1633-1641.[4]娄延春,张仲秋,熊云龙.大型纯净超低碳马氏体不锈钢铸件先进制造技术[J].铸造,2010,59(11):1148-1154.(Lou Yan-chun,Zhang Zhong-qiu,Xiong Yun-long.Advanced manufacturing technologies of large martensitic stainless steel castingswith ultra low carbon and high cleanliness[J].Foundry,2010,59(11):1148-1154.)[5]贾淑芹,王大威,刘洪超,等.电渣熔铸模拟三峡真机导叶组织性能研究及应用[J].铸造,2005,54(9):852-855.(Jia Shu-qin,Wang Da-wei,Liu Hong-chao et al.Microstructure and propertiesofESRC wicketgate of simulating hydraulic turbine for three gorges power station and its application[J].Foundry,2005,54(9):852-855.)[6]陈瑞,李旭东,郝学卓,等.电渣熔铸三峡电站水轮机导叶[J].铸造,2004,53(7):500-502.(Chen Rui,Li Xu-dong,Hao Xue-zhuo,et al.ESRC guide vanes of hydraulic turbine for three gorges power station[J].Foundry,2004,53(7):500-502.)[7]崔忠圻,覃耀春.金属学与热处理[M].北京:机械工业出版社,2008:249-250.(Cui Zhong-qi,Tan Yao-chun.Metallography and heat treatment[M].Beijing:Machinery Industry Press,2008: 249-250.)。