無磁不銹鋼砝碼熱處理工藝研究

  在當今鋼鐵冶煉生產中,連鑄技術被廣泛地應用并且在不斷地發展,如何提高連鑄坯的質量是人們越來越關注的問題。為了提高板坯連鑄生產過程中連鑄坯的質量,針對其工作性能的需求,已經研制出了電磁攪拌用的設備——電磁攪拌輥（后文簡稱“電攪輥”）,內部未凝固的鋼坯通過電攪輥時,內部的熔體被電磁攪拌力攪動產生對流,從而細化晶粒。但無磁不銹鋼砝碼筒體這個電攪輥的關鍵核心部件的材料,依然依賴從國外進口,國內的材料基本無法實現其功能需求。因此,研制能夠滿足實際使用需求的高性能無磁不銹鋼砝碼筒體所用材料——無磁奧氏體不銹鋼,對于擺脫對進口材料的依賴、降低生產成本具有非常重要的意義。

本文主要對0Cr15Ni25Ti2MoAl VB奧氏體無磁不銹鋼砝碼的熱處理工藝進行研究。本文首先對奧氏體無磁不銹鋼砝碼成分、結構進行了介紹,然后闡述了本研究的理論基礎,即各種合金元素在奧氏體不銹鋼組織中的作用機理,合金組織中常見的M23C6、MC等碳化物和金屬間化合物σ相、γ′相的結構及其對材料性能的作用機理,以及相變強化、固溶強化、位錯強化、沉淀強化、細晶強化等奧氏體不銹鋼強化的機理。接著基于所述理論基礎,對0Cr15Ni25Ti2Mo Al VB奧氏體無磁不銹鋼砝碼先進行了退火軟化處理,室溫進爐,隨爐升溫至500℃后保溫4小時,隨后取出空冷,此處理是為了使該材料便于機械加工。然后針對熱處理工藝——固溶時效,設計四因素三水平的正交實驗方案,探究相對的熱處理工藝參數。對經過不同熱處理工藝方案的試樣,分別從硬度、屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率等力學性能數據進行分析,得出結果:在固溶處理溫度950℃下保溫5h后油冷,時效處理溫度720℃下保溫14h后空冷的熱處理工藝參數方案為*佳,材料的硬度達到306HB,屈服強度σs達到839MPa,抗拉強度σb達到1086MPa,斷后伸長率δ為28.1%,材料力學性能優異,能夠滿足實際使用的需求。除此之外,用光學、電子顯微鏡對金相組織進行觀察,晶體內大量的析出γ′相[Ni3（Ti,Al）]及各種碳化物,對比各方案的微觀組織結構的差異,并結合各方案的硬度和力學性能進行分析,奧氏體不銹鋼組織中析出γ′相、碳化物等對材料性能的影響十分顯著

無磁不銹鋼砝碼實物照片