固溶处理对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢组织及碳化物的影响

作     者：王英虎 郑淮北 刘庭耀 宋令玺 白青青 Wang Yinghu;Zheng Huaibei;Liu Tingyao;Song Lingxi;Bai Qingqing

作者机构：成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司四川成都610000 海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室辽宁鞍山114009 

出 版 物：《金属热处理》 (Heat Treatment of Metals)

年 卷 期：2022年第47卷第4期

页      面：39-45页

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主　　题：53Cr21Mn9Ni4N耐热钢 固溶处理 碳化物 凝固模式 相图计算 

摘      要：利用FactSage软件中的FSstel数据库对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢的相图进行计算,分析了氮元素对凝固及冷却过程中相变及析出相的影响,得到了53Cr21Mn9Ni4N耐热钢平衡凝固及冷却相变路径图,并用OM、SEM、XRD、EDS等对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢在1200℃固溶3、10、20、40和60 min后的显微组织及碳化物演变规律进行了研究。结果表明,53Cr21Mn9Ni4N耐热钢由1600℃平衡冷却至300℃的过程中完整的平衡相变路径为:液相+气体→液相→液相+δ铁素体→液相+δ铁素体+奥氏体→液相+奥氏体→奥氏体→奥氏体+M_(23)C_(6)→奥氏体+M_(2)(C,N)+M_(23)C_(6)→奥氏体+M_(2)(C,N)+M_(23)C_(6)+α铁素体→奥氏体+M_(2)(C,N)+M_(23)C_(6)+α铁素体+σ相。M_(23)C_(6)的析出温度随着氮含量的增加而降低,M_(2)(C,N)的析出物温度随着氮含量的增加而升高,M_(23)C_(6)会因M_(2)(C,N)的析出受到抑制。53Cr21Mn9Ni4N耐热钢的铸态组织非常不均匀,奥氏体呈树枝晶状生长,枝晶间析出大量层片状碳化物。随着固溶时间的增加,分布在枝晶间的层片状碳化物逐渐变成块状及短棒状,碳化物的数量逐渐减少,粗壮的树枝晶也逐渐变得细小。53Cr21Mn9Ni4N耐热钢在1200℃固溶后的组织及碳化物均得到明显改善。