热处理工艺对新型刀具用马氏体不锈钢6Cr15Mo组织和性能的影响.pdf

第31卷第6期
特殊钢
Vol 31. No6
2010年12月
SPECIAL STEEL
) ecerruber2010?53
组织和性能
热处理工艺对新型刀具用马氏体不锈钢6Cr15Mo组织和性能的影响
邓凡宇2马党参2刘建华2陈再枝2李国华聂锋
(1中国矿业大学(北京),北京100083:2钢铁研究总院结构材料研究所,北京100081)
摘要研究了6Crl5Mo钢(%:0.59C、14.96Cr、0.52Mo、0.22V、0.0046N)1000~1100℃淬火的组织和硬
度,以及1080℃淬火+100~700℃回火时,该钢的组织、硬度和冲击韧性。结果表明,1080℃淬火6Cr15Mo钢硬
度值最高(平均HRC值61.6),在500℃回火出现二次硬化峰,种击韧性较低(12J/cm2),采用1080℃淬火+
150~250℃回火,可获得最佳强韧性配合(平均HRC值55,冲击值17J/cm2)。
关键词马氏体不锈钢6Cr15Mo淬火回火冲击韧性
Effect of Heat Treatment Process on Structure and Properties of
New Martensite Stainless Steel 6CR15MO for Too
Deng Fanyu '", Ma Dangshen,, Liu Jianhua, Chen Zaizhi, Li Guohua and Nie Fen
(1 China University of Mining& Technology(Beijing), Beijing 100083
2 Institute for Structural Materials, Central Iron and Steel Research Institute, Beijing 100081)
Abstract The structure and hardness of steel 6cr15mo(%: 0.59C, 14.96cr, 0. 52MO, O22V, 0.0046 N
uenched at 1 000-1 100 C and the structure, hardness and impact toughness of that steel quenched at 1 080+ tem
pered at 100700 C have been studied. Results show that the hardness of steel 6CR15MO quenched at 1 080C has high
est hardness( average IIRC value 61. 6), the second hardness peak of steel tempered at 500
℃ occurs with lov
toughness(12 J/cm), and the optimum strength-toughness combination of steel is got by quenched at I C tempered
at 150 250C, that is average HRC value 55 with impact value 17 J/cm
Material Index Martensite Stainless Steel, 6cr]5 Mo, Quenching, Tempering, Impact Toughness
马氏体不锈钢具有高的硬度、强度、耐暦性和良4300冷场发射扫描电子显微镜、H-800透射电子显
好的耐蚀性能,广泛用于航天、航空、医疗、原子能和微镜观察试样的组织,采用X射线衍射仪(XRD)测
机械制造等领域。6Cr15Mo钢是一种高碳高铬并量残余奥氏体量。
添加微量元素的刀具用马氏体不锈钢,较传统的
淬回火试样尺寸为15mmx10mm。淬火I
Crl3系不锈钢具有更高的碳含量,与7Cr17和艺为800℃预热30min,然后在淬火温度保温30
9Cr18相比碳含量和铬含量都有所降低2。min油冷至室温,淬火温度为1000~1100℃。回火
6Crn15Mo钢是自主设计的新型刀具材料,其使用状试样先经800℃预热并在1080℃淬火温度保温30
态为淬火+低温回火,可获得最佳的强度和韧性的min,然后分别在100、120、140、160、180、200、220、
匹配,同时具有良好的耐蚀性,适合制造高级萊刀、300℃回火1次,保温2h后空冷:;400、440、460、
医用器具等产品。
480、500、520、540、560、600、700℃回火2次,每次
试验材料及方法
保温1h后空冷。冲击试样为U型缺。热处理工
试验用6CrI5Mo钢通过25kg真空感应炉治艺参照回火试验。
炼,浇铸成锭,并锻造成15mm棒材,经退火后组2试验结果与分析
织为粒状珠光体,硬度190~210HB。其化学成分2.1淬火温度对6crl5Mo钢淬火组织和硬度的影响
为(%):0.59C、0.31Si、0.52Mn、0.0045S、0.0069
6Cr15Mo钢的合金含量较高,为使奥氏体均匀
P、14.96Cr、0.52Mo、0.22V、0.0046N。采用HP250化,需要采用较高的淬火温度。同时温度过高会导
型布氏硬度计、 TIME T300型洛氏硬度计测量试致晶粒粗大,降低材料的韧性,因此要选择合适的淬
样硬度,采用徳国 LEICA MED44M光学显微镜、S-火温度。淬火温度低,碳化物不能充分溶解,基体中
通讯作者:马党参,教授级高级工程师,钢铁研究总院结构材料研究所,北京100081