鑄造Cr13Ni4型馬氏體不銹鋼因其優(yōu)良的鍛造性能和焊接性能、良好的強(qiáng)韌性及耐腐蝕性被廣泛應(yīng)用于水輪機(jī)組、閥體、核電站壓力容器及海上鉆井平臺中。鍛造通常能細(xì)化晶粒、改善成分偏析、顯著改善和消除鑄造缺陷，因此經(jīng)鍛造的Cr13Ni4型馬氏體不銹鋼的性能更加優(yōu)良，應(yīng)用前景更廣闊。另外，此鋼種的一個特點(diǎn)是，逆變奧氏體的含量對其綜合性能影響很大。天津重型裝備工程 研究 有限公司和中國一重的技術(shù)人員利用熱膨脹儀、X射線衍射儀、力學(xué)性能試驗(yàn)等對鍛造Cr13Ni4型馬氏體不銹鋼中逆變奧氏體與回火工藝及性能之間的關(guān)系進(jìn)行了 研究 ，為實(shí)際生產(chǎn)中制定合理的熱處理工藝提供理論指導(dǎo)。
試驗(yàn)材料取自電爐加爐外精煉的鋼錠，經(jīng)鍛造成型后，再進(jìn)行鍛后及性能熱處理。首先對試料進(jìn)行1020℃正火處理；然后進(jìn)行一次回火，回火溫度從570℃到690℃，空冷；接著分別進(jìn)行溫度為570℃和590℃的二次回火。
利用X射線衍射儀對試樣中逆變奧氏體含量進(jìn)行測定。結(jié)果表明，經(jīng)1020℃正火的試樣中全部為馬氏體相，沒有殘余奧氏體相，即后續(xù)回火過程產(chǎn)生的奧氏體均為逆變奧氏體。 研究 結(jié)果如下：
一次回火溫度對鋼種逆變奧氏體含量的影響。隨著回火溫度的升高，馬氏體不銹鋼中的逆變奧氏體存在失穩(wěn)現(xiàn)象，即回火溫度升高，位于回火馬氏體板條間的高溫逆變奧氏體會不穩(wěn)定，冷卻時部分或全部轉(zhuǎn)變成了淬火馬氏體。二次回火溫度須低于此失穩(wěn)溫度才不至于惡化材料的韌性。
二次回火溫度對鋼種逆變奧氏體含量的影響。適當(dāng)?shù)亩位鼗鸷?，逆變奧氏體的含量比一次回火后顯著增加。這是由于一次回火產(chǎn)生的彌散分布的新生馬氏體顯著增加了新生馬氏體、回火馬氏體及逆變奧氏體之間的界面，即增加了二次回火時逆變奧氏體的形核位置，使得逆變奧氏體的含量增加。另外，在相同的一次回火溫度下，隨著二次回火溫度的升高逆變奧氏體含量也逐漸升高，因?yàn)榛鼗饻囟仍礁?，馬氏體向逆變奧氏體轉(zhuǎn)變的驅(qū)動力越大。
回火工藝對材料力學(xué)性能影響。當(dāng)材料的二次回火溫度一定時，隨著一次回火溫度的升高，材料的強(qiáng)度和硬度均有很小幅度的降低；而塑性和韌性則相反，這是回火溫度升高和逆變奧氏體含量的先升高后降低兩方面綜合作用的結(jié)果。逆變奧氏體含量在10%左右時，材料的綜合性能較好。
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