18Ni馬氏體時效鋼熱處理工藝的研究

方明敏，李元松

（1.揚州大學 機械工程學院，江蘇 揚州 225127；2.江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院 揚州分院，江蘇 揚州 225003）

0 引言

多晶體金屬的拉伸性能和晶粒尺寸之間有著密切的關系。通常認為，晶粒尺寸在0.3μm～400μm范圍內都符合Hall—Petch關系，即晶粒尺寸越小，強度越高，馬氏體鋼也不例外［1］。然而，作為超高強度鋼的典型代表，馬氏體時效鋼的強韌性是固溶強化、位錯強化、第二相沉淀強化等諸多因素的綜合體現，其復雜的固溶及時效強化行為勢必對晶粒尺寸與性能之間的關系產生獨特的影響［2］。為此，本文采用正交試驗法探究了固溶溫度、固溶時間、時效溫度和時效時間4個因素在提高18Ni（2 240MPa級）鋼強韌性及細化晶粒中各自所發揮的作用。

1 試驗材料及方法

1.1 試驗材料

試驗材料為00Ni18Co12Mo5Ti馬氏體時效鋼，其化學成分（質量分數）為：Ni 17.65%，Co 11.21%，Mo 4.72%，Ti 1.39%，C 0.002%，P 0.004%，S 0.003%，Al 0.144%，Mn 0.008%，Si 0.037%，W 0.212%。

材料經1 200℃×30min空冷預處理后進行試驗。金相試樣拋光后用15%（質量分數）CrO3水溶液電解腐蝕顯示晶粒，在Leica光學顯微鏡下觀察金相組織及測定晶粒尺寸。拉伸性能測試在DNS100型電子萬能試驗機上進行，試樣采用直徑d＝6mm的標準試樣。沖擊性能測試在NI300F型擺錘式沖擊試驗機上進行，試樣采用10mm×10mm×55mm的V型缺口標準試樣。未加說明，固溶處理循環次數為4次，然后進行時效。

1.2 正交試驗法

試驗目的：探索00Ni18Co12Mo5Ti馬氏體時效鋼經相同條件的預處理后，不同熱處理工藝對其力學性能及微觀組織的影響。

試驗考核指標：抗拉強度、沖擊韌性、晶粒度。

確定因素位級：根據生產實踐經驗及相關專業知識，確定考察固溶溫度、固溶時間、時效溫度和時效時間4個影響因素，每個因素選取3個位級進行試驗?！?br>