碳化物对沉淀硬化型奥氏体抗磨耐热钢性能的影响.pdfVIP

第4O卷第 3期 现 代 冶 金 Vo1．40 No．3 2012年6月 M odernMetallurgy Jun．2012 碳化物对沉淀硬化型奥氏体抗磨耐热钢性能的影响 张 炎 ，陈永安 ，王章忠 (1南京工程学院材料工程学院，江苏 南京 211167；2安徽新源热电有限公司，安徽 蚌埠 233010) 摘要 ：分析 了沉淀硬化型奥 氏体抗磨耐热钢 中碳化物的存在形式和类型，探讨 了碳化物对沉淀硬化型奥氏体抗磨 耐热钢性 能的影 响。 关键词 ：沉淀硬化型奥 氏体 ；抗磨耐热钢 ；碳化物 中图分类号 ： C 主要分布在晶界上 ，可以有效地阻碍 晶界滑移 ， 引 言 提高合金的持久强度。M 。C 型碳化物主要有不连 续的颗粒状或称为链状、连续膜状、胞状三种存在形 目前 ，对耐热钢和耐磨钢 的研究都比较成熟 ，但 态，后两种形态起脆化作用，降低合金的室温塑性及 是对在高温氧化磨损条件下应用的奥氏体抗磨耐热 高温持久塑性。其形态与合金 中含碳量和时效温度 钢的研究却很少。在高温或长期工作时，耐热钢 中沉 有关 ：在较低温度下，碳 的过饱和度极高，容易产生 淀 的第二相碳化物易粗化 、聚结 ，强化作用减弱 ，得 胞状析出；时效温度高于800。C，能避免胞状析出， 到的组织不够稳定。研究合金碳化物的存在类型和 形成 晶界颗粒状碳化物，很好地强化晶界，但蠕变断 其稳定性，对于高温长期工作的材料具有重要的意 裂仍然是起始于M：。C 颗粒的脆裂或M 。C一7相界 义。 面分离。在高合金化的材料中，经过热处理 ，晶界析 出M 。C 后，附近基体 中铬、钼、钨等元素贫化，镍、 1 沉淀硬化型奥氏体抗磨耐热钢中碳 铝、钛 的浓度增高到 丫相成分，形成一薄层 相 ，与 化物的存在形式和类型 基体共格，有效地强化晶界，显著地提高合金的持久 寿命 。对于合金化程度较低的材料，晶界析出M 。C 在沉淀硬化型奥氏体抗磨耐热钢中，主要存在 时，晶界附近基体 中贫铬 ，提高 了铝、钛在基体 中的 的碳化物有 ：MC，M。。C ，M C，M C。等。 溶解度 ，形成了一个无沉淀区(也是贫铬区)，是一种 1．1 M C 弱区，其高塑性可起到松弛晶界应力集中的作用，提 高合金的塑性 ，消除持久强度的缺 口敏感性。 MC是C与Ti，V，Nb等组成的化合物，主要是 在凝 固后期形成的初生碳化物 ，面心立方 ，呈条状或 1．3 M6C 颗粒状分布在晶内、晶界及枝晶间。在铸造合金 中， M C存在于W，Mo含量较高 (原子百分数大于 有时形成树枝状 (或汉字状)，尖端成为应力集中源 ， 6 )的合金 中，具有面心立方结构，析出温度约为 疲劳裂纹形核于该部位。碳化物数量较多时，起到阻 815～980。C，呈 晶界不连续颗粒状，有时呈针状薄