马氏体时效不锈钢具有比强度大、屈强比高、强韧兼各、弹性性能优异、耐蚀性和热稳定性良好、热 处理规范简便、加工成型性及焊接性能优良等优点。国外己广泛应用于原子能、航空、机械、化工 等工业领域N一购。本文运用电子显微镜、电子探针等近代物理冶金实验仪器、设备，对00Cr lZNigCuZ”fiNbBe与00Cr12NigCuZTINbBeRE两种马氏体时效 不锈钢的组织和性能进行观察和测定，着重探讨稀士元素的微量合金化对马氏体时效不锈钢机械性 能及耐蚀性的影响。1材料、实验装置及实验方洁实验用钢在天津市电工合金材料研究所采用ZG 25真空感应炉熔炼，其测定的化学成分如表1所示。试样由14公斤铸锭经锻造、控制轧制（始 轧温度1050’C）、多次中间退火（！5oC、0．5h，空冷）、冷轧而成。该成材工艺实 际上是超细晶粒处理的工艺过程I习。羌1牢始用钢的化学成分工协作％’Be含量为加入量经选 定，实验用钢的标准热处理规范为：815C、0．5h，水冷十480’C、2h，水冷。硬态 时效的热处理规范为：815t、0．5h，水冷十80％。＋450oC、2h，水冷［6］。 机械性能试验按常规试验进行。在DT—l型带村弹性测量仪上测定弹性极限。用浓FINO3电 解浸蚀法显示原始奥氏体晶粒。用Y—2型X射线衍射仪测定马氏体晶格的点阵常数。薄膜试样在 H—700型电子显微镜上观察，工作电压200kV。用线性极化法定性地比较硬态实验用钢与 ICI’18Ni9Ti（1050℃、11。，油冷十80％。＋300oC、2h，水冷）、 4Crl3（］020C、10Inin，油冷十450fC、lh，水冷）在浓HNO7、IN H，SO。、10％HCI．3％NaCI中的耐腐蚀性能。2实验结果及分析21稀土元素对固 溶态组织和机械性能的影响实验用钢经不同温度固溶处理后的晶粒度如图1所示，可见11钢原始 奥氏体晶粒尺寸随团溶温度的升高呈现较平缓上升的趋势。众所周知：Ti、Nb、Be能细化晶 粒和提高晶粒粗化温度。而两炉钢的Ti、Nb、Be含量相近且总含量相等，这足以说明微量稀 土元素加入钢中对抑制高温晶粒长大有良好作用。实验用钢固溶处理后均获得板条马氏体组织，图 2是经815C、0．SI。，水冷后的透射电镜照片，可清晰地看出其亚结构为高密度位错缠结 。经X射线衍射，实验用钢的马氏体点阵常数及轴比如表2所示，可见其马氏体呈现近似于体心立 方的晶体点阵。表2经815’’C、（）5t，水冷后的马氏作点阵剖、轴比图IZ溶温度对奥 氏体晶粒大小的影响图2经815C固溶处理后的透射电镜照片（100（）（）0倍）横座标： 距离（［l川国3背散射电子成分像（60（）倍）在实验用钢的光学显微镜观察中发现了沿轧制 方向呈链状分布的浅灰色”1”i。S等夹杂物，图3是其电子探针背散射电子成分像线扫描分析 。并且I钢中这些夹杂物的量比11钢来得多；而11钢中则出现少量球状夹杂物。众所周知，夹 杂物的分布和形态对钢的韧性断裂过程有显著影响：链状分布夹杂物是很有害的，而长的带状体是 最危险的形态，夹杂物最理想的形态是呈球状［7］。对11钢的电子探针检验表明，球状夹杂物 为稀土夹杂”物，如图4（a）所示。对同一试样的球状夹杂物作进一步分析得知其为稀土硫氧化 物夹杂，如图4（b）所示。实验用钢经815OC、0．511，水冷后的抗拉强度、硬度分别 为：1020MPa、HIG09（l钢）1000MPa。H［D02（11钢）可见，稀土元 素对固溶态的机械性能影响不大。22稀土元素对标准热处理后的组织和机械性能的影响经标准热 处理后的时效析出相颗粒极其细小，其大小约10nnl，在高倍电镜下可看到它们沿位错线沉淀 析出。在过时效处理的试样薄膜中可清楚地看到析出相在马氏体基体内择优取向分布，如图5所示 。经微区电子衍射得知，棒状析出相为NITi相，球状析出相jJNIBe相［6］。X射线衍 射发现，两炉钢经标准热处理后的马氏体点阵轴比均下降为1．005。实验用钢经标准热处理后 的机械性能如表3所示。可见除oh外，11钢的综合机械性能好于l钢，其中弹性极限。005 提高13．7％，扭转疲劳次数提高引％，这对作为高弹性合金的用钢而言是很有意义的。加卜价 比桥十天益能观仆品知．同时县相饵的脱氧主硫加入剂．能减小钡中的非纵座标：元素特征x射线 强度（计数军）：横座标：距离…一图4＃散射电子成份像（600倍）自民瓦j干X主中瓦州、 ￥甲厅三Rh本n不开个个台汪金属夹杂物，并改变其形态，从而对11钢的综合机械性能有较大 改善［81。23稀土元素对耐腐蚀性能的影响耐腐蚀性能试验结果表明：实验用钢在浓HNO3 、10％14CI中的耐蚀性比ICr18NigTi、4Cr13好；在3％tqaCI中的财 蚀性比4Crl3好，而与ICr18Nig’Ti相近；在IN卜iZSO4中的耐恤优；少4 Crn好．（日不加1（”r1SNigTi。其中II＠在浓＊＊03、3％＊。CI中的耐蚀 性好于1钢。这说明稀土元素能提高不锈钢的耐蚀性NI。3结论（l）稀土元素的微量合金化能 细化马氏体时效不锈钢的晶粒，并改善其组织。（2）稀土元素的微量合金化提高了马氏体时效不 锈钢的综合机械性能及耐腐蚀性能。（3）00CrlZNigC。12TINbl3eRE马氏 体时效不锈钢是一种综合性能优良的新型高弹性合金。图5过时效处理后的透射电镜照片（500 00倍）稀土元素在马氏体时效不锈钢中的作用@许清池$厦门集美大学水产学院!361021 马氏体时效不锈钢;;位错;;微量合金化;;电子探针运用电子显微镜、电子探针等，研究了0 0Cr12NigCu2TiNbBe00Cr12NigCu2TiNbBeRE两种马氏体时 效不锈钢的组织和性能．实验结果表明：稀土元素的微量合金化能细化钢的晶粒并改善其组织；从而提高钢的综合机械性能和耐蚀性。1赵先存,黄桂煌.国外不锈钢现状及动向.国外金属材料,1980(5):1～14
2魏振宇.马氏体时效不锈钢.新金属材料,1972(4):22～25
3Crawfird W M Contractor G P, The Effects of strengthenine Elements Be and Ti in Cr-Ni Maraging Stainless Steel Jisi.1969,207(12):1642～1644
4钢铁研究院六室.国外马氏作时效钢的发展近况.新金属材料,1972(1):24～29
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8冶金工业部钢铁研究院.合金钢手册.北京:中国工业出版社,1971 168～179厦门集美大学水产学院!361021马氏体时效不锈钢;;位错;;微量合金化; ;电子探针运用电子显微镜、电子探针等，研究了00Cr12NigCu2TiNbBe00C r12NigCu2TiNbBeRE两种马氏体时效不锈钢的组织和性能．实验结果表明：稀土 元素的微量合金化能细化钢的晶粒并改善其组织；从而提高钢的综合机械性能和耐蚀性。1赵先存,黄桂煌.国外不锈钢现状及动向.国外金属材料,1980(5):1～14
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8冶金工业部钢铁研究院.合金钢手册.北京:中国工业出版社,1971 168～179
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