[发明专利]一种马氏体热强钢及其晶粒显示方法

说明书

一种马氏体热强钢及其晶粒显示方法，属于金属材料微技术领域。该钢的化学成分组成重量百分比为：C：0.05～0.15％，Si：≤0.7％，Mn：≤0.8％，P：≤0.020％，S：≤0.020％，Cr：13.0～15.0％，Ni：4.0～4.5％，Mo：2.0～2.5％，W：3.0～4.0％，Nb：0.15～0.35％，N：0.30～0.35％，其余为Fe和不可避免的杂质。首先从淬火后的工件上切取圆柱试样，Ф15mm×15mm。将试样放入热处理炉中，700～720℃加热30～40分钟，然后放入水中冷却。晶粒度试样分别在200目、500目、800目和1000目的金相砂纸上打磨后，在金相抛光机上抛光，观察试样表面，待试样表面无肉眼可见划痕以及缺陷后，进行腐蚀。优点在于，可以解决检测马氏体热强钢晶粒度时晶界不显现的问题，腐蚀时具有不用加热腐蚀液，操作简单，易于掌握。

技术领域

本发明属于金属材料微技术领域，特别是涉及一种马氏体热强钢及其晶粒显示方法，主要适用于冶金、机械、能源、航空、航天、化工等领域。

背景技术

马氏体热强钢是热强钢中重要的一类，而热强钢又是耐热钢中重要的一类。耐热钢按照性能和用途可以分为热强钢、气门钢和抗氧化钢(又叫抗氧化不起皮钢)。气门钢又叫气阀钢，主要直指用于制造内燃机进、排气门的钢种。这类钢由于工作在高温以及具有腐蚀性气氛的工作环境下，因此要求这类钢具有良好的高温强度、高温硬度、抗蠕变性能以及抗烟气腐蚀能力。气门钢包括马氏体气门钢、奥氏体气门钢以及气门合金等，常见的牌号有4Cr9Si2Mo、4Cr9Si3、21-4N、23-8N、Nimonic 80A以及Inconel 751等。抗氧化钢是指工作在高温下，通常为1000～1200℃，具有良好抗氧化性的钢种。这类钢工作时受力较小，但对抗氧化性要求较高，通常用于制造工业炉炉底板、吊挂、热处理炉内构件、炉子传送带等零件，常见的牌号有1Cr25Ni20、1Cr25Ni20Si2等。热强钢是指工作在高温下，通常为450～700℃，且具有良好的高温强度、高温持久和蠕变性能，这类钢通常用来制造发动机叶片、轴类、机匣，汽轮机、燃气轮机的转子、叶片，锅炉的过热器、再热器、高温下工作的螺栓和弹簧以及石油加氢反应器。热强钢按组织可以分为珠光体型热强钢、铁素体型热强钢、马氏体型热强钢、奥氏体型热强钢以及沉淀析出强化型热强钢。珠光体型热强钢最初是由低碳钢中加入了提高热强性的合金元钼后而形成的，在低碳钢中加入0.5％的钼，可以使钢的热强性明显提高，随后便在蒸汽锅炉上得到广泛应用。在钼钢的基础上添加铬形成了铬钼型热强钢。到了二十世纪60年代，国内外研制出了多种多元低合金热强钢，其工作温度可达600～620℃，可用于制造锅炉的过热器和再热器。在热强钢中使用范围最广的是中高合金的马氏体型热强钢，这种热强钢是和不锈钢同时发展起来的。12％Cr型马氏体热强钢是热强中比较重要的一类，由于其具有优良的综合力学性能、较好的热强性、耐蚀性和振动衰减性，被广泛用来制造汽缸密封环、高温螺栓、转子和锅炉过热器、再热器管、燃气轮机涡轮盘、叶片、压缩机以及航空发动机压气机叶片、轮盘、低压轴、机匣等零部件。