本項工作來自西安建筑科技大學(xué)胡書茂, 鄒德寧等老師。論文題目“時效硬化不銹鋼中析出相的數(shù)值模擬和實驗研究”發(fā)表在鑄造技術(shù)期刊2017年第38卷4期第829-831頁。
馬氏體時效硬化不銹鋼屬于 Fe-Cr-Ni 基超低碳高合金高強(qiáng)度不銹鋼，該類不銹鋼結(jié)合了馬氏體時效鋼和馬氏體沉淀硬化不銹鋼二者的優(yōu)點(diǎn)，它使馬氏體時效鋼具有不銹性，也克服了馬氏體沉淀硬化不銹鋼耐蝕性差、 不易焊接等缺點(diǎn)，在航空、航天、核工業(yè)等領(lǐng)域有一定應(yīng)用。作者利用Thermo-calc軟件強(qiáng)大的相圖計算功能對材料的析出相類型和析出規(guī)律進(jìn)行了預(yù)測，后通過XRD衍射分析儀和透射電子顯微鏡對材料的析出相進(jìn)行觀察分析，驗證了計算的準(zhǔn)確性。作者首先計算了析出相與固溶溫度和時效溫度之間的存在的關(guān)系。如下圖，得到了固溶處理過程中，有兩種析出相析出；固溶溫度為800℃時，基體為奧氏體，ε-Cu相含量為1.35%，Nb的碳化物含量為0.27%；隨固溶溫度升高，ε-Cu相和Nb的碳化物會逐漸溶解于奧氏體中，其中ε-Cu相在1156℃下完全溶解，Nb的碳化物在906℃時完全溶解；時效熱處理過程中，基體組織為馬氏體和少量殘余奧氏體；時效溫度變化，基體組織含量也會發(fā)生變化，逆變奧氏體自450℃開始出現(xiàn)，析出相主要為ε-Cu相、M23C6和SIGMA相。
作者通過XRD物相分析的手段驗證了計算結(jié)果，如下圖，材料基體組織為馬氏體，無第二相析出；經(jīng)固溶+時效后材料中有逆變奧氏體、Nb 的碳化物和ε-Cu 相析出，與熱力學(xué)計算結(jié)果一致。
作者繼續(xù)計算了析出相的元素組成與溫度之間的關(guān)系和富Cu相尺寸與時效時間之間的關(guān)系，然后通過相應(yīng)的試驗驗證了計算結(jié)果，如下圖，發(fā)現(xiàn)計算結(jié)果與試驗結(jié)果有很好的符合性。
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參考文獻(xiàn)：胡書茂, 鄒德寧, 張艷, 等. 時效硬化不銹鋼中析出相的數(shù)值模擬和實驗研究[J]. 鑄造技術(shù), 2017, 38(4): 829-831.
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