23Co14Ni12Cr3MoE（A100）钢奥氏体晶粒长大动力学
2018-09-26

目前，超高强度钢已经成为航空等领域主承力构件的首选材料，其中二次硬化型超高强度钢由于其良好的高强、高韧性配合，成为金属材料的研究热点。国内新型二次硬化型超高强度钢23Co14Ni12Cr3MoE具有强度高、断裂韧性好、耐腐蚀及良好的抗应力腐蚀开裂等优点。国外同类钢种AerMet100钢已成功地应用于战斗机和舰载机起落架等关键部位，以及飞机制动钩锚杆和紧固件等重要零部件。为此，科研人员对23Co14Ni12Cr3MoE钢奥氏体晶粒长大动力学进行了试验研究和理论分析，以期为该钢的热处理工艺优化及生产应用提供理论支持。

试验用23Co14Ni12Cr3MoE钢采用双真空工艺（VIM+VAR）冶炼，化学成分如表1所示。将试验钢加热到1200℃，进行正火并退火处理后，线切割加工出15mm×15mm×10mm的金相试样，然后在800～1150℃下保温0.5～8h后油淬；淬火后试样经磨平、抛光后，用饱和苦味酸水溶液和十二烷基苯磺酸钠的混合溶液腐蚀奥氏体晶界，然后在LEICA MEF4M型光学显微镜下观察显微组织。按照GB/T 6394-2002，采用Leica Metal Work软件以平面截点法测定平均奥氏体晶粒尺寸。
表1 试验钢化学成分（质量分数，%）
C
Cr
Ni
Mo
Co
Si
P
S
Mn
0.23
3.0
11.3
1.2
14.0
0.05
0.005
0.005
＜0.05
 
结果表明：
（1）等温加热过程中，23Co14Ni12Cr3MoE钢奥氏体平均晶粒尺寸随着加热温度的升高和保温时间的延长而增大；当加热温度低于950℃时，奥氏体平均晶粒尺寸增幅不明显，晶粒度等级大于7.0，当加热温度高于1100℃后，奥氏体晶粒严重粗化，奥氏体化温度宜控制在850～950℃。
（2）在800～1150℃范围内，试验钢的奥氏体晶粒长大规律符合Beck方程，晶粒长大指数n随着加热温度的升高而逐渐增大，奥氏体晶粒长大平均激活能为256.62kJ·mol-1。