无磁不锈钢砝码热处理工艺研究

  在当今钢铁冶炼生产中,连铸技术被广泛地应用并且在不断地发展,如何提高连铸坯的质量是人们越来越关注的问题。为了提高板坯连铸生产过程中连铸坯的质量,针对其工作性能的需求,已经研制出了电磁搅拌用的设备——电磁搅拌辊（后文简称“电搅辊”）,内部未凝固的钢坯通过电搅辊时,内部的熔体被电磁搅拌力搅动产生对流,从而细化晶粒。但无磁不锈钢砝码筒体这个电搅辊的关键核心部件的材料,依然依赖从国外进口,国内的材料基本无法实现其功能需求。因此,研制能够满足实际使用需求的高性能无磁不锈钢砝码筒体所用材料——无磁奥氏体不锈钢,对于摆脱对进口材料的依赖、降低生产成本具有非常重要的意义。

本文主要对0Cr15Ni25Ti2MoAl VB奥氏体无磁不锈钢砝码的热处理工艺进行研究。本文首先对奥氏体无磁不锈钢砝码成分、结构进行了介绍,然后阐述了本研究的理论基础,即各种合金元素在奥氏体不锈钢组织中的作用机理,合金组织中常见的M23C6、MC等碳化物和金属间化合物σ相、γ′相的结构及其对材料性能的作用机理,以及相变强化、固溶强化、位错强化、沉淀强化、细晶强化等奥氏体不锈钢强化的机理。接着基于所述理论基础,对0Cr15Ni25Ti2Mo Al VB奥氏体无磁不锈钢砝码先进行了退火软化处理,室温进炉,随炉升温至500℃后保温4小时,随后取出空冷,此处理是为了使该材料便于机械加工。然后针对热处理工艺——固溶时效,设计四因素三水平的正交实验方案,探究相对的热处理工艺参数。对经过不同热处理工艺方案的试样,分别从硬度、屈服强度、抗拉强度、断后伸长率等力学性能数据进行分析,得出结果:在固溶处理温度950℃下保温5h后油冷,时效处理温度720℃下保温14h后空冷的热处理工艺参数方案为*佳,材料的硬度达到306HB,屈服强度σs达到839MPa,抗拉强度σb达到1086MPa,断后伸长率δ为28.1%,材料力学性能优异,能够满足实际使用的需求。除此之外,用光学、电子显微镜对金相组织进行观察,晶体内大量的析出γ′相[Ni3（Ti,Al）]及各种碳化物,对比各方案的微观组织结构的差异,并结合各方案的硬度和力学性能进行分析,奥氏体不锈钢组织中析出γ′相、碳化物等对材料性能的影响十分显著

无磁不锈钢砝码实物照片