热处理工艺对7Cr17MoV马氏体不锈钢组织性能的影响
2018-09-26
7Cr17马氏体不锈钢因含碳量较高，可以在热处理以后达到较高的强度、硬度、耐磨性和冲击韧度，用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上，如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀。其中高Cr含量（11.5%～18%）是不锈钢耐腐蚀的重要原因，加入约1%Mo及0.1%V，可以增加7Cr17钢的耐磨性及耐蚀性，从而形成应用相当广泛的马氏体不锈钢7Cr17MoV，这类钢是在淬火、回火后使用的。与其类似的钢种有美国ASTM440A和日本SUS440A，主要用于制作高硬度、高耐磨性的中高档刀剪产品和医疗器械。鉴于国内对此类钢的热处理研究较少，为充分发挥7Cr17MoV马氏体不锈钢的特性，提高产品质量，本工作研究了热处理工艺参数对7Cr17MoV硬度、冲击韧度及组织性能的影响，为生产应用提供理论依据。
表1 7Cr17MoV马氏体不锈钢的化学成分（质量分数，%）
C
Cr
Si
Mn
Mo
V
S
P
0.6～0.75
16.0～18.0
≤1.0
≤1.0
0.4～0.75
0.1～0.5
≤0.03
≤0.035
 
试验用原材料为厚10mm的7Cr17MoV马氏体钢板，其化学成分见表1。供货状态为750℃退火态，初始组织为铁素体+球状合金碳化物，硬度为220HB（约17HRC）。

采用金相显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计、冲击试验，观察和分析7Cr17MoV马氏体不锈钢在990～1110℃淬火+180～220℃回火的组织和性能变化。

结果表明：淬火组织为残留奥氏体和碳化物分布于马氏体基体上。随淬火温度的升高，残留奥氏体含量和马氏体过饱和度增加，针状马氏体组织变粗，1080℃淬火硬度升高到最大值62.5HRC。冲击试验结果表明：随回火温度逐渐升高，试样硬度有部分下降，但韧性显著提高，200～220℃时韧性最差，达到19J/cm2。综合硬度和韧性考虑，最佳热处理工艺为1080℃淬火+180～220℃回火。盐雾试验结果表明：1080℃淬火+220℃回火后腐蚀率小于4%，符合使用要求。