CN1032819A - 低碳马氏体不锈钢物理强化技术 - Google Patents
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Abstract
低碳马氏体不锈钢物理强化技术是对铸造低碳、
超低碳马氏体不锈钢经过正火、两次回火后对加工成
型的铸件进行表面感应强化的一种物理强化技术，它
可使铸件表面强化而心部仍保持原有的强度和塑韧
性，在提高低碳马氏体钢的机械性能抗气蚀，抗泥沙
和抗其它介质磨损性能方面有着重要作用，本发明因
此而有着广泛的实用价值。
Description
本发明属于低碳马氏体不锈钢的强化。
本发明的技术背景对于低碳或超低碳马氏体不锈钢，国外一些专家试图大幅度提高其硬度和强度，以求进一步提高部件的使用性能，曾探讨过调整元素配比的途径，其结果是：获得高强度和高硬度时，其冲击韧性和塑性大幅度下降，因而国外一些试验室中尝试均以失败而告终。
对低碳、超低碳马氏体不锈钢能否用快速加热的方式，靠本身相变强化获得高强度和高硬度前人没有作过尝试。
经检索，没有与本发明相同的现有技术。比较接近的现有技术是：
1.感应热处理不锈钢Metal proess（July1968）研究不锈钢感应加热，有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢等主要是变形材料，其中马氏体不锈钢型材含碳量在0.15%以上。
2.汽轮机末级叶片进汽边高频淬火防止水冲蝕试验，材质：2Cr13含碳0.20%左右的锻造叶片，采用高频淬火工艺，工艺简单，成本低，可保持原来的型线（金属热处理1982）。
而本发明是采用低碳、超低碳马氏体不锈钢表面快速加热的方法，靠低碳马氏体不锈钢本身发生异常的相变而获得强化，在大幅度提高强度和硬度的同时，具有高的冲击韧性，这是一般工程铸造材料达不到的，采用本工艺制成的低碳、超低碳马氏体不锈钢铸件其表面层相变来强化，使一个铸件内、外两个部分处于不同的强度和硬度水平。
本发明所述的低碳、超低碳马氏体不锈钢成分范围：C≤0.08%Cr：11～17%，Ni：3.5～6.5%，Mo＜1.00%
当量比为：Ni当/Cr当＝0.37～0.42
当量比公式可采用：
Cr当＝Cr+2（Si）+1.5（Mo）+5（V）+
5.5（Al）+1.75（Nb）+1.5（Ti）
+0.5（W）
Ni当＝Ni+（Co）+0.5（Mn）+0.3（Cu）+
25（N）+30（C）
符合上述成份范围的铸钢件正火、冷却过程如下：（1）一般铸件正火之后进行两次回火。（2）大型铸件正火冷却至Ms-Mf相变点之间;对ZGCr13Ni4M。钢可冷却至200℃后进行第一次回火，冷却至室温，再进行第二次回火。
将符合上述成份范围和通过上述正火、两次回火的铸钢件加工成型后，进行表面感应强化。
感应强化工艺控制表面强化层深度3-15mm强化表面硬度HRC＞38可实现本发明的强化技术，本发明可借助于机械运动实现连续感应强化。
本发明强化后的机械性能与常规性能的比较（括号内为常规性能）
屈服极限δs＞950Mpa （δs＞550MPa）
抗拉极限δb＞1100Mpa （δb＞750MPa）
冲击功 ak＞60J/Cm2（ak＞60J/Cm2）
硬度HRC＞38 （HB＝277-241）
超细晶粒的马氏体组织，见附图1，附图2是感应强化后的组织，附图3是常规工艺的马氏体组织，通过比较看到：经物理强化后马氏体板条束极为细化。
用本发明低碳马氏体不锈钢的物理强化技术对于生产具有良好机械性能和抗汽蝕⒖鼓嗌臣翱垢髦纸橹誓ニ鸬男阅艿牟啡缢泄鞑考炔肥怯兄匾庖宓模唤鋈绱耍庵帧澳谌屯飧帧钡奶厥獠牧嫌凶藕芄惴旱挠τ眉壑怠Ｎ夜嗄嗌澈恿魉缡乱等缁坪铀等畔康缯镜绕g及泥沙磨损极其严重，常规工艺处理的低碳马氏体不锈钢尚不能满足使用2-3个汛期的要求，采用本发明低碳马氏体不锈钢物理强化技术叶片表面层有良好的抗汽蝕、抗泥沙磨损性能，整个叶片又有高的韧塑性和可靠性，可以在汛期安全运行三年以上。
本发明的工艺简单，对于大型工件空间曲面（如叶片类）的表面物理强化有相应设备实现连续感应强化有着特别突出的意义。
实施例：
1.用ZGCr13Ni4Mo其材料成分%
C：0.06;Cr：13.5;Ni：4.0;Mo：0.6
2.铸件毛坯予先热处理
正火：1000℃/4h空冷
回火：620°/4h 空冷+590℃/4h空冷两次回火
3.感应强化：
感应加热到1000-1050℃连续强化+200℃
2-3小时回火。
④文件名称 页 行 补正前 补正后
说明书 2 17 ZGCr13 NI4MO ZGOCr13NI4Mo
说明书 3 9 RC＞38 HRC＞38
说明书 4 5 RC＞38 HRC＞38
Claims (6)
1、低碳马氏体不锈钢的物理强化，其特征在于：铸造低碳、超低碳马氏体不锈钢的物理强化是经过正火、两次回火然后表面感应强化的使其表面强化而心部仍保持原有的强度和塑韧性的物理强化技术；
2、如权利要求1所述的铸造低碳、超低碳马氏体不锈钢其成分范围是：
C≤0.08% Cr：11～17% Ni：3.5～6.5% Mo＜1.00%
当量比：Ni当/Cr当＝0.37～0.42
当量比可采用：
Cr当＝Cr+2（Si）+1.5（Mo）+5（V）+
5.5（Al）+1.75（Nb）+1.5（Ti）
+0.5（W）
Ni当＝Ni+（Co）+0.5（Mn）+0.3（Cu）
+25（N）+30（C）
3、如权利要求1、2所述的低碳超低碳马氏体不锈钢物理强化技术其特征在于：（1）一般铸件正火之后进行两次回火，（2）大型铸件正火冷却至Ms-Mf相变点之间;对ZGOCr13Ni4M。钢至200℃后进行第一次回火，冷却至室温再进行第二次回火，然后对加工成型的铸件表面进行感应强化;
4、如权利要求3所述的物理强化技术其特征在于感应强化工艺控制强化层的深度3-15mm强化表面硬度HRC≥38;
5、如权利要求4所述的物理强化技术其特征在于可借助于机械运动实现连续感应强化。
6、如权利要求1所述的物理强化技术，其特征是对于成份为C：0.06%、Cr：13.5%、Ni：4.0%、Mo：0.6%的ZGOCr13Ni4Mo进行1）毛坯预先热处理：正火：1000℃/4h空冷，回火：620℃/4h空冷+590℃/4h空冷，两次回火，2）感应强化：感应加热到1000～1050℃连续强化+200℃2～3小时回火。
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| CN1019137B CN1019137B (zh) | 1992-11-18 |
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