【摘 要】
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稳定残留奥氏体和形成逆转变奥氏体是改善高强度钢超低温韧性的主要手段之一,然而超低温用高强度不锈钢中的残留/逆转变奥氏体对韧性的影响是复杂的,高强不锈钢固溶处理后残留的奥氏体显著改善超低温韧性,但残留奥氏体对Cr、Ni和Mo等合金元素含量极为敏感,控制约20-30%奥氏体对应的Cr、Ni等合金元素窗口非常窄,同时高强度不锈钢过时效形成的逆转变奥氏体对超低温韧性的影响不明确,为此本文针对不同类型高强度
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稳定残留奥氏体和形成逆转变奥氏体是改善高强度钢超低温韧性的主要手段之一,然而超低温用高强度不锈钢中的残留/逆转变奥氏体对韧性的影响是复杂的,高强不锈钢固溶处理后残留的奥氏体显著改善超低温韧性,但残留奥氏体对Cr、Ni和Mo等合金元素含量极为敏感,控制约20-30%奥氏体对应的Cr、Ni等合金元素窗口非常窄,同时高强度不锈钢过时效形成的逆转变奥氏体对超低温韧性的影响不明确,为此本文针对不同类型高强度不锈钢研究了新的热稳定化工艺提高固溶处理后的残余奥氏体含量,为改善超低温冲击韧性提供新的途径。同时研究了新的增大残余奥氏体含量以及降低逆转变奥氏体的稳定性的固溶处理工艺,研究结果如下:首先对比了室温强度相近的07Cr16Ni6奥氏体/马氏体过渡型不锈钢和00Cr11Ni11Mo Ti马氏体时效不锈钢的超低温力学性能,探究了残余奥氏体和逆转变奥氏体含量和稳定性对超低温韧性的影响规律,结果表明在室温强韧性相近的情况下,淬火、低温回火的0Cr16Ni6钢在裂纹形成和扩展过程中近90%残余奥氏体发生应变诱发相变而显著改善了超低温韧性,而过时效00Cr11Ni11Mo Ti钢形成的逆转变奥氏体难以发生应变诱发马氏体相变,改善超低温韧性作用有限。其次针对依靠固溶处理后组织中一定量的残余奥氏体提高超低温冲击韧性的含Si马氏体不锈钢,研究了淬火后通过控制残余奥氏体量的热稳定化处理来改善其超低温冲击韧性,结果表明淬火后增加200～450℃热稳定化处理使残余奥氏体热稳定性提高,明显抑制了-73℃冷处理过程中进一步的马氏体相变,最终残留30%左右的奥氏体,虽降低480℃时效后的抗拉强度7.0-11.5%,但液氮温度U口冲击功提高2.7倍以上。最后为探索降低逆转变奥氏体稳定性,改善Cr-Ni-Mo-Ti马氏体时效不锈钢超低温韧性的热处理工艺,研究了其在1000℃高温固溶处理后附加750℃重复低温固溶处理对相组成的影响,并对比分析了固溶处理对时效响应的作用。结果表明在1000℃高温固溶处理后附加两次750℃低温固溶处理残留16.4%的奥氏体,且由于750℃重复固溶处理显著降低逆转变奥氏体的形成温度,两次低温固溶处理的试样经460℃峰时效形成15%的逆转变奥氏体,30%以上的残留/逆转变奥氏体显著改善超低温韧性,同时由于奥氏体内的高密度缺陷遗传到马氏体内增强时效强化效应,抵消了较多奥氏体相对强度的不利影响,抗拉和屈服强度仅略低于1000℃固溶处理式样。
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