張 爽

(山東泰山鋼鐵集團有限公司，山東271100)

退火工藝對20Cr13不銹鋼組織與性能的影響

張 爽

(山東泰山鋼鐵集團有限公司，山東271100)

研究了退火溫度、保溫時間對20Cr13不銹鋼組織與性能的影響規(guī)律，結果表明：強度、硬度隨保溫時間的延長、退火溫度的升高而降低；延伸率在840～860℃，保溫時間≥2min/mm的退火狀態(tài)下較佳；晶粒尺寸隨保溫時間的延長而增大，碳化物偏析隨保溫時間的延長而減弱，退火溫度對其影響不大。

20Cr13不銹鋼；晶粒度；碳化物偏析；性能

20Cr13不銹鋼屬于馬氏體型耐熱不銹鋼，具有高強度、高剛性、高耐蝕性、良好的抗氧化性及足夠的熱強性，廣泛地應用于汽輪發(fā)動機轉子末級葉片、緊固螺栓、耐蝕刃具，以及對抗蝕性和強韌性要求較高的容器和構件上[1]。20Cr13不銹鋼板坯經(jīng)軋制后空冷，即發(fā)生馬氏體轉變，鋼板強度高、塑韌性差，且由于該鋼中存在大量的碳化物，組織中易出現(xiàn)碳化物偏析條帶，因此為保證最終用戶的加工使用，必須采取適當?shù)耐嘶鹛幚韀2]。

本文對20Cr13不銹鋼熱軋板進行退火實驗，并對退火后的樣品進行性能、組織檢測，分析退火工藝對其組織與性能的影響規(guī)律。

1 試驗材料及方法

1.1 試驗材料化學成分

試驗用20Cr13不銹鋼化學成分見表1。

1.2 試驗方法

取20Cr13熱軋板進行退火試驗，熱軋板規(guī)格為5.0 mm×1520 mm。具體熱處理方案見表2。將熱處理后的試樣(每個試驗點3個)進行力學性能檢測，再加工成金相試樣，觀察其顯微組織，評定其晶粒度。

表1 20Cr13不銹鋼化學成分(質量分數(shù)，%)

表2 退火試驗方案

2 試驗結果與分析

2.1 不同保溫時間試驗結果

試驗結果見表3。強度、硬度隨保溫時間延長明顯降低；延伸率在保溫時間≥2 min/mm時較佳。從整體來看，晶粒度隨保溫時間的延長而減小，但變化不大。20Cr13熱軋板退火后組織為鐵素體+球粒狀碳化物，在厚度方向中心區(qū)域發(fā)現(xiàn)碳化物偏析條帶，在延長保溫時間至36 min/mm后，偏析有所減弱。保溫時間對性能的影響如圖1所示，不同保溫時間下的試樣組織如圖2所示。

表3 不同保溫時間試驗結果

2.2 不同退火溫度試驗結果

試驗結果見表4。強度、硬度隨退火溫度升高而降低；延伸率在退火溫度為840～860℃時較佳；退火溫度對晶粒度以及組織的影響不大，組織為鐵素體+粒狀碳化物，存在碳化物偏析條帶。退火溫度對性能的影響見圖3，不同退火溫度下的試樣組織見圖4。

圖1 保溫時間對性能的影響

圖2 不同保溫時間下的試樣組織

組別退火溫度℃ReMPaRmMPaA%HRB晶粒度等級67891082083084085086036236636034534362562962459859728.52831.53233918988858711.511.511.511.511.5

3 結論

(1)20Cr13不銹鋼強度、硬度隨退火溫度升高以及保溫時間的延長而降低。

(2)退火溫度在840℃～860℃，保溫時間≥2 min/mm時，20Cr13不銹鋼延伸率較好。

(3)20Cr13不銹鋼晶粒尺寸隨保溫時間延長而長大，退火溫度對其影響不大。

圖3 退火溫度對性能的影響

圖4 不同退火溫度下的試樣組織

(4)20Cr13不銹鋼組織中碳化物偏析條帶隨保溫時間的延長而減弱，退火溫度對其影響不大。

[1] 王曉寧. 影響20Cr13棒材硬度值因素的分析[J]. 山西冶金，2011( 05)：50-52.

[2] 白鶴，王伯建，沈志軍，等. 熱處理對含鉬2Cr13馬氏體不銹鋼組織與影響的影響[J]. 金屬熱處理，2010，35(03)：71-73.

編輯 陳秀娟

Influence of Annealing Technique on Structure and Performance of 20Cr13 Stainless Steel

Zhang Shuang

Influence of annealing temperature and holding time on structure and performance of 20Cr13 stainless steel have been researched, the results showed that strength and hardness decreased along holding time extended and annealing temperature raised, and a better elongation could be obtained in annealing condition of 840～860℃ and holding time being 2 min/mm and above, meanwhile grain size grew and carbide segregation weakened as the holding time increasing, while the annealing temperature has little effect on them.

20Cr13 stainless steel; grain size; carbide segregation; performance

2017—03—28

張爽(1983—)，女，碩士研究生，工程師，現(xiàn)從事金屬材料研究。

TG156.2

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