高氮不锈轴承钢碳化物分布与高温断裂机制

摘要：

通过高温拉伸试验研究高氮不锈轴承钢高温断裂行为,探究了 170℃和470℃回火态钢中碳化物分布特征,分析了高温拉伸断裂及组织演变和碳化物分布规律.研究发现,回火温度从170℃升高至470℃,高氮钢中大于0.8 μm的碳化物明显增加,高氮钢中M23C6强化增量提高了 2.59 MPa,固溶强化增量下降了 118.82 MPa,470℃回火态钢的室温抗拉强度降低、拉伸断口表现为准解理和少量撕裂韧窝;拉伸温度升高至300℃,试样断口表现为等轴型韧窝特征,170℃和470℃回火态试样起裂源断裂碳化物尺寸分别为2.8～3.6μm和5.5～6.7pm;450℃拉伸断口表现为塑孔韧窝特征,170℃和470℃回火态试样起裂源断裂碳化物尺寸分别为2.7～3.4 μm和5.8～6.4 μm.拉伸温度从300℃提高至450℃,钢的固溶强化和位错强化作用减弱,金属原子间结合能下降,碳化物与基体不连续应力分布加剧变形不协调性,碳化物承担较高应力而发生断裂.单纯热作用下钢中0.5-0.8μm尺寸碳化物数量比例增加;在热力耦合作用下,钢中应力所导致的位错增殖为碳元素扩散提供通道,钢中碳化物在晶界和位错线上形核析出0.2～0.8 μm碳化物.裂纹沿着与拉伸方向45°角的最大剪力方向快速扩展而断裂,最终形成锯齿状的断口,小尺寸碳化物增多阻碍位错滑移导致塑性降低;钢中大尺寸碳化物不均匀分布在碳化物间形成大变形塑孔而增加钢的塑性.

关键词：高氮不锈轴承钢、高温断裂、塑性、高温硬度、碳化物

所属期刊栏目：57

分类号：TG146.2;TB331;TG407

在线出版日期：2022-06-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：132-142