稀土元素加快氮碳共渗速度的原因.pdf

第1期
谭立车,等:25Cr2Ni4MoV钢大型锻件的组织与力学性能
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材料更容易发生高温回复作用,动态再结晶程度相对为锻造(1200℃始锻+850℃终锻)→扩氢退火(同时
较低,因此,当终锻温度也较高时,材料内部可能由于起高温回火作用)→临界区正火→正常正火→临界区
过热而导致晶粒粗化。
正火→回火→调质,所得到的试制大型锻件中心晶粒
对比表3中9号及10号试样可以看出,当锻造工度为6.0级,满足了生产需求。
と相同,而锻后先利用锻造余热直接进行正火,再进行
高温同火时,25C2N4M0vV钢的奥氏体晶粒明显较粗,3结论
并且有混品组织。这是由于25C2Ni4MoV钢在锻后
1)25C2Ni4MoV钢具有很强的组织遗传性及品
处于亚稳定状态,直接热送正火时,一方面,原奥氏体界遗传性。25C2Ni4MoV钢的组织遗传性通过热处理
薄膜并未完全消失,晶粒遗传性未被切断,可以快速形的方法可以在很大程度上消除,但是其晶界遗传性很
成较粗大的奥氏体品粒;另一方面,组织中无二次相阻难通过热处理的方法完全消除。粗品及混品组织强烈
碍再结品奧氏体品粒的长大。锻后先进行高温回火,降低25C2Ni4MoV钢的塑性和冲击性能。
再进行正火处理时,这些组织缺陷在该环节可以有效
2)合适的锻造工艺能够完全细化25C2N4MoV钢
避免。从表3中11号试样的试验方案及晶粒度可以看的晶粒,通过配以合适的后续热处理工艺,25C2Ni4Mo
出,即使25C-2 NI4MOV钢粗化后,通过锻造加合适的后钢的品粒可实现超细化。
续热处理,依然可以将其超细化,这是由于
3)防止25Cr2N4MoV钢岀现混及粗晶组织需要
25C2Ni4MoV钢的粗大组织进行较大程度的热变形时,同时控制好3个重要环节:第一,始锻温度及终锻温度
原始粗大的奥氏体晶粒的晶界受强烈的变形而遭到破均不能太高;第二,锻造后应在正常正火前先进行高温
坏,在锻造过程中材料还能发生再结晶,晶界面积大大回火处理;第三,调质处理前应进行回火或者退火处理。
增加,因此,品界上:夹杂物及偏析程度降低,被分离成了
致谢:木试验得到了中石化石油工程机械有限公
更多相对独立的小单元,在破坏了遗传性的同时,还可司第四机械厂博士后工作站胡征育高级工程师及李安
以作为新奥氏体相的雨结晶核心(见图2(f)
民工程师的热心指导和帮助,在此表示感谢!
研究中还发现,虽然调质处理可以进一步细化
25C2Ni4MoV钢的奥氏体品米,但是在正火后直接进
参考文献:
「11律占全.26C2 Ni4 Mov转子钢的奥氏体再结晶及其消除组织遗传
行高温调质处理时,在原始状态下具有粗大品界的
J」.钢铁,1994,34(4):37-39
25C2 NI4MOV钢依然具有品界遗传性,而通过在高温[2]赵勇桃,刘宗昌,下玉降.34CN3MoV钢的混品及消除措施J」
调质前进行一定时间的高温回火处理,其晶界遗传性
金属热处理,2007,32(5):7577
明显减轻。这说明了25C2Ni4Mo钢处于有序亚稳「3』定强,胡德林,贾东?.20C2NA钢巾奥氏体品界遗传现象
定状态时,不能直接使其进入高温处理(高于Ac3)生
[J].热加工工艺,1994,23(2):1618
产环节,这与其他学者?的研究结果一致。
「41杨慧,刘宗昌,1玉峰等.35CmNi3MoV钢的混晶及防止方法
2.2生产工艺分析与优化结果
J」.金属热处理,2003,28(12):4850
根据上述研究成果,对石油机械用某关键大型结
5]胡德林,张帆,郦定强,等?钢中奥氏体晶界遗传性探讨[冂].
金属热处理,1994,19(1):27-32
构锻件的生产工艺进行了优化。优化前的工ど流程
6]景勤,军,康大韬.26C2Ni4MoV钢组织遗传与晶粒细化工
为:锻造(1250℃始锻+950℃C终锻)→正火→同火→
的研究J.金属热处埋,1997,22(5):1344
调质,所得到的显微组织为3.0级品米粒509%,6.0级品[1宋传宝,金嘉瑜,刘志颖。300N汽轮机低压转子品粒细化与均匀
粒50%,锻件中心晶粒度1.0级。优化后的工と流程
化的热处理工艺方法研究J.大製铸锻件,1998,20(4):343
知识窗
稀土元素加快碳共渗速度的原因
稀土元素有很低的电负性和高的化学活性,与N、H、O可能发生强烈的化学反应,其加人可促进高分子的键链破坏,促使氨和乙
醇的热分解更加完全,生成较多的「N1、「C1原子,活化炉气,从而强化其级碳共渗的动力学过程。稀上元素的原子半径远大于铁,只
能渗入球铸佚表面的溥微区,并优先占据石墨边界、品界、位错等原子排列紊乱的品体缺陷处。稀上元素的渗人同时造成周围铁
素体的点阵畸变,增加空位缺陷,使间隙原子NI、C易于进入其八面体间隙位置,由于代位稀土原子与周固氮、碳原子的交互作
用,导致氮、碳在铁素体中的浓度增高。由于表面与内层存在一定浓度梯度,且温度较高,原子的热振劲较大,气団上氮、碳原子将挣
脱稀土原子的作用而向内扩散,使位错、界面等畸変区成为问隙原子扩散的通道,故又起加速氮、馈原子的扩散作用。稀土元索在气
体氮碳共渗过程的一个阶段具有催化作用,球锛铁组织中存在大量球状石墨及铸造缺陷,品体缺陷远较钢多,催化效果尤为明显。