试验用的原材料化学成分(质量分数,%)满足技术标准: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,Fe为余量。
试验方案:A分别选取锻造温度1110、1130、1150℃,热处理方案为1060℃正火,保温2h空冷,1130℃保温1.5h淬火(借助风扇对锻件进行风冷),700℃回火,保温4h空冷;B在1110℃锻后,分别选取1030、1060、1090℃进行正火预备热处理,并与无正火处理作对比,最终的热处理方案和A相同;C将最终热处理后的锻件,进行室温拉伸性能测试,夏比冲击试验和显微组织观察。
试验结果表明:
1)随着锻造温度升高,锻件强度提高,增幅较大;塑性和冲击能降低,塑性的减幅较小,冲击能的减幅较大。通过与技术标准比较,反映塑性的指标虽然随着锻造温度的升高降低,但均在技术要求之上,而反映强度和韧性的指标部分数据低于技术标准。这说明锻造温度对强度和韧性的影响要比对塑性的影响大。
2)正火温度对伸长率和断面收缩率的影响小,变化幅度很小,无明显的变化趋势;随着正火温度的升高,抗拉强度和屈服强度增大,而冲击能先降后升,在1060℃时达到最小;和无正火处理的锻件相比,经过正火的锻件强度增大,而韧性和塑性降低,强韧性匹配较好;和技术标准相比,锻件强度太低,这主要是由于试验用锻造温度偏低(锻造温度应选1130℃较为合适),合金元素不能充分固溶到奥氏体中,还有淬火时冷速偏低(风冷速度偏低),在冷却过程中,合金元素析出过多,导致马氏体过饱和度偏低,残余奥氏体含量过多,降低了锻件强度。