403Nb不銹鋼鍛造及鍛后預(yù)備熱處理工藝研究

403Nb無錫不銹鋼是在AISI403無錫不銹鋼的基礎(chǔ)上添加0.15%～0.25%的Nb、0.1%的V和一定數(shù)量的Ni、Mo等合金元素研制而成的，屬于馬氏體無錫不銹鋼，變形抗力大，鍛造性能差，容易產(chǎn)生鍛造裂紋。目前工廠現(xiàn)行工藝生產(chǎn)的這類不銹鋼鍛件存在的主要問題是強(qiáng)韌性匹配較差，產(chǎn)品廢品率高，綜合性能難以令人滿意。因此，有必要探究鍛造和鍛后預(yù)備熱處理工藝對這類不銹鋼的組織、性能的影響和變化規(guī)律，以便對現(xiàn)有生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到強(qiáng)韌性匹配良好，各項(xiàng)性能理想的馬氏體無錫不銹鋼鍛件，最大限度降低廢品率。

　　試驗(yàn)用的原材料化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：0.13～0.18C,0.40～0.60Mn，11.5～13.0Cr,0.15～0.25Nb，Si≤0.50，P≤0.03，S≤0.01，Ni≤0.60，Mo≤0.20，V≤0.10，Pb≤0.005，Sn≤0.05，F(xiàn)e為余量。

　　試驗(yàn)方案：A分別選取鍛造溫度1110、1130、1150℃，熱處理方案為1060℃正火，保溫2h空冷，1130℃保溫1.5h淬火(借助風(fēng)扇對鍛件進(jìn)行風(fēng)冷)，700℃回火，保溫4h空冷;B在1110℃鍛后，分別選取1030、1060、1090℃進(jìn)行正火預(yù)備熱處理，并與無正火處理作對比，最終的熱處理方案和A相同;C將最終熱處理后的鍛件，進(jìn)行室溫拉伸性能測試，夏比沖擊試驗(yàn)和顯微組織觀察。

　　試驗(yàn)結(jié)果表明：

　　1)隨著鍛造溫度升高，鍛件強(qiáng)度提高，增幅較大;塑性和沖擊能降低，塑性的減幅較小，沖擊能的減幅較大。通過與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較，反映塑性的指標(biāo)雖然隨著鍛造溫度的升高降低，但均在技術(shù)要求之上，而反映強(qiáng)度和韌性的指標(biāo)部分?jǐn)?shù)據(jù)低于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這說明鍛造溫度對強(qiáng)度和韌性的影響要比對塑性的影響大。

　　2)正火溫度對伸長率和斷面收縮率的影響小，變化幅度很小，無明顯的變化趨勢;隨著正火溫度的升高，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度增大，而沖擊能先降后升，在1060℃時(shí)達(dá)到最小;和無正火處理的鍛件相比，經(jīng)過正火的鍛件強(qiáng)度增大，而韌性和塑性降低，強(qiáng)韌性匹配較好;和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相比，鍛件強(qiáng)度太低，這主要是由于試驗(yàn)用鍛造溫度偏低(鍛造溫度應(yīng)選1130℃較為合適)，合金元素不能充分固溶到奧氏體中，還有淬火時(shí)冷速偏低(風(fēng)冷速度偏低)，在冷卻過程中，合金元素析出過多，導(dǎo)致馬氏體過飽和度偏低，殘余奧氏體含量過多，降低了鍛件強(qiáng)度。