秦宇航， 裴明德

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司， 山西 太原 030003）

奧氏體不銹鋼憑借其在多種腐蝕介質(zhì)中具有的優(yōu)秀耐蝕性能、良好綜合力學(xué)性能和優(yōu)良工藝性能在眾多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，然而鎳合金化的奧氏體不銹鋼成本昂貴，因此人們開(kāi)始研究用氮取代部分鎳來(lái)獲得奧氏體組織。一般認(rèn)為，氮含量超過(guò)常規(guī)冶煉條件下鋼中所能達(dá)到極限值的鋼稱為高氮鋼，奧氏體不銹鋼中氮的加入量達(dá)到約4 000×10-6以上時(shí)被稱為高氮奧氏體不銹鋼[1-2]。

高氮不銹鋼具有較好的耐蝕性以及較高的強(qiáng)度，低磁導(dǎo)率、優(yōu)異的耐磨性在耐磨篩網(wǎng)、汽車制造業(yè)、建筑工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[3-4]。為了獲得組織性能俱佳的高氮不銹鋼10Cr21Mn16NiN 盤條，本文主要研究熱處理工藝對(duì)10Cr21Mn16NiN 盤條組織性能的影響，提出較佳的熱處理工藝，為實(shí)際熱處理生產(chǎn)工藝的制定提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 試驗(yàn)材料及方法

試驗(yàn)材料為Φ6.5 mm 的10Cr21Mn16NiN 熱軋盤條，其主要成分見(jiàn)表1。將熱軋盤條在箱式電阻爐中進(jìn)行熱處理，溫度為800～1 150 ℃，保溫20 min 后水冷。熱處理后的試樣經(jīng)打磨、拋光，采用6%的鹽酸氯化鐵溶液侵蝕，采用光學(xué)顯微鏡（OM）觀察不同熱處理狀態(tài)下的顯微組織；根據(jù)ASTM A370 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行室溫拉伸實(shí)驗(yàn)。

表1 試驗(yàn)材料化學(xué)成分 %

2 結(jié)果及討論

2.1 熱處理制度對(duì)力學(xué)性能的影響

Φ6.5 mm 10Cr21Mn16NiN 熱軋盤條經(jīng)過(guò)不同溫度熱處理，其力學(xué)性能變化見(jiàn)圖1，從圖1 中可以看出，材料延伸率隨著熱處理溫度增高而增高，強(qiáng)度、硬度隨著熱處理溫度的增加而降低；1 000 ℃、1 050 ℃熱處理后，TQS-1 線材的Rp0.2明顯升高。在1 050 ℃熱處理后，材料具有較好的力學(xué)性能及延伸率。

圖1 不同熱處理狀態(tài)10Cr21Mn16NiN線材力學(xué)性能的變化規(guī)律

2.2 熱處理制度對(duì)相組織轉(zhuǎn)變規(guī)律的影響

圖2 是TQS-1 線材在度熱處理后的顯微組織。對(duì)熱軋態(tài)及不同熱處理狀態(tài)的10Cr21Mn16NiN 線材進(jìn)行金相組織觀察，結(jié)果如圖2 所示。從圖中可以看出，熱軋態(tài)及1 000 ℃以下熱處理后的組織中都存在析出相，經(jīng)1 050 ℃熱處理后組織中無(wú)析出相存在，1 100 ℃及1 150 ℃熱處理后晶粒明顯長(zhǎng)大。

圖2 不同溫度熱處理后10Cr21Mn16NiN盤條金相組織照片

3 結(jié)論

1）10Cr21Mn16NiN 線材延伸率隨著熱處理溫度增高而增高，強(qiáng)度、硬度隨著熱處理溫度的增加而降低；1 000 ℃、1 050 ℃熱處理后，TQS-1 線材的Rp0.2明顯升高。在1 050 ℃熱處理后，材料具有較好的力學(xué)性能及延伸率。

2）熱軋態(tài)及1 000 ℃以下熱處理后的組織中都存在析出相，經(jīng)1 050 ℃熱處理后組織中無(wú)析出相存在，1 100 ℃及1 150 ℃熱處理后晶粒明顯長(zhǎng)大。

3）Φ6.5 mm10Cr21Mn16NiN 熱軋盤條的較佳熱處理工藝為1 050 ℃，保溫20 min，該工藝熱處理后線材的晶粒組織均勻，無(wú)析出相，且具有較好的室溫力學(xué)性能。