熱處理工藝對(duì)新型節(jié)鎳奧氏體無(wú)磁鋼組織和性能的影響

隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，世界各國(guó)都對(duì)無(wú)磁鋼進(jìn)行了廣泛的研究，開(kāi)發(fā)了各種類(lèi)型的無(wú)磁鋼。目前國(guó)內(nèi)某廠生產(chǎn)的連鑄無(wú)磁夾送輥用無(wú)磁鋼牌號(hào)為GH2132(0Cr15Ni25Ti2Mo2AlVB)，存在強(qiáng)度不夠高，使用壽命低并且生產(chǎn)成本過(guò)高的弊端。為了降低生產(chǎn)成本，提高材料的使用性能，現(xiàn)在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種新型節(jié)鎳無(wú)磁鋼。通過(guò)合理的成分設(shè)計(jì)和熱處理，在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)，使其性能達(dá)到連鑄無(wú)磁夾送輥用無(wú)磁鋼力學(xué)性能和磁學(xué)性能的要求。該鋼通過(guò)加入錳和氮來(lái)代替大部分鎳，與GH2132鋼相比大大降低了生產(chǎn)成本。

試驗(yàn)用新型節(jié)鎳奧氏體無(wú)磁鋼采用真空感應(yīng)熔煉爐和壓力電渣重熔方式冶煉，其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)為0.3～0.4C，18～20Mn，6～8Cr，1.5～2.5Ni，0.2～0.4N，0.08～0.1Nb，0.08Ti，0.4～0.8V，余Fe。鍛造過(guò)程中緩慢加熱，加熱溫度為1150～1200℃，保溫30min，開(kāi)鍛溫度為1200℃，終鍛溫度不低于900℃，鍛造比為4。從鍛坯上取樣進(jìn)行熱處理，熱處理設(shè)備為電阻爐，最高加熱溫度為1300℃;然后分別在1000、1050、1100、1150、1200℃進(jìn)行固溶處理，時(shí)間為1h，水冷;再在700、750℃進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)間分別為2、4、6、8、10、12、14、16、18h，水冷。

金相試樣尺寸為10mm×10mm×10mm;磁導(dǎo)率測(cè)試試樣尺寸為5mm×5mm×2mm;拉伸試樣的直徑為5mm，標(biāo)距為25mm。金相試樣經(jīng)機(jī)械打磨和拋光后，用10g高氯化鐵、30mL鹽酸和120mL水配成的溶液進(jìn)行腐蝕，利用ZEISSAX10型光學(xué)顯微鏡(OM)觀察顯微組織;用LDJ9600型振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)磁導(dǎo)率;拉伸試驗(yàn)參照GB/T228-2002在室溫下進(jìn)行。

試驗(yàn)結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)1150℃×1h固溶+750℃×4h時(shí)效處理后，該鋼中的析出相細(xì)小彌散，具有良好的力學(xué)性能和較低的磁導(dǎo)率，其屈服強(qiáng)度為637MPa，抗拉強(qiáng)度為1134MPa，伸長(zhǎng)率為36.8%，磁導(dǎo)率為1.254×10-6H·m-1。