田 伟， 潘 伟， 钟庆元

(中航上大高温合金材料股份有限公司 检测中心， 河北 邢台 054800)

0Cr16Ni5Mo钢是一种低碳马氏体不锈钢，具有很高的强度、耐腐蚀性能和耐疲劳性能，同时还具有良好的焊接性能，因此用来生产阀门、涡轮组件、螺母和螺栓、轴、销、活塞、搅拌器等，广泛应用于化工、能源、船舶、海洋、航空等行业。通常0Cr16Ni5Mo钢在使用状态下组织为回火马氏体+残留奥氏体+少量δ-铁素体，其中δ相的存在会影响0Cr16Ni5Mo钢的韧性和塑性，并随着δ相含量的增加会严重恶化材料的韧性[1-4]。本文采用不同热处理制度，探究了0Cr16Ni5Mo钢晶粒度和δ-铁素体含量的控制。

1 试验材料与方法

试验用0Cr16Ni5Mo钢采用真空感应+保护气氛电渣重熔工艺冶炼，后续快锻成形，规格φ100 mm，然后650 ℃退火，化学成分如表1所示。采用JMatPro模拟软件计算出0Cr16Ni5Mo钢在该成分含量下的平衡状态组织转变曲线及马氏体热力学转变曲线。

在0Cr16Ni5Mo钢棒材头部截取20 mm厚试片，截取中心区域若干块尺寸为20 mm×10 mm×10 mm试样。研究淬火和高温扩散工艺对δ-铁素体含量及分布的影响，分别在930、1030、1130、1230 ℃保温40 min 进行油冷淬火处理；分别在1130 ℃和1230 ℃进行高温扩散处理，保温时间分别为120、240 min，然后油冷。另外再对高温扩散后试样分别进行不同方式的循环热处理试验，研究循环热处理工艺对细化晶粒的影响。采用3次等温循环热处理，及两次变温循环热处理，具体工艺曲线见图1和图2。

表1 0Cr16Ni5Mo钢的化学成分(质量分数, %)

图1 0Cr16Ni5Mo钢等温循环相变热处理工艺曲线Fig.1 Process curves of the 0Cr16Ni5Mo steel for isothermal cyclic phase transformation heat treatments(a) 850 ℃； (b) 830 ℃

图2 0Cr16Ni5Mo钢变温循环相变热处理工艺曲线Fig.2 Process curves of the 0Cr16Ni5Mo steel for variable temperature cyclic phase transformation heat treatments(a) 850 ℃+830 ℃; (b) 830 ℃+850 ℃

采用硫酸铜盐酸水溶液对0Cr16Ni5Mo钢试样进行化学腐蚀，显示其显微组织；……