403Nb不銹鋼鍛造及鍛后預備熱處理工藝研究

403Nb無錫不銹鋼是在AISI403無錫不銹鋼的基礎上添加0.15%～0.25%的Nb、0.1%的V和一定數量的Ni、Mo等合金元素研制而成的，屬于馬氏體無錫不銹鋼，變形抗力大，鍛造性能差，容易產生鍛造裂紋。目前工廠現行工藝生產的這類不銹鋼鍛件存在的主要問題是強韌性匹配較差，產品廢品率高，綜合性能難以令人滿意。因此，有必要探究鍛造和鍛后預備熱處理工藝對這類不銹鋼的組織、性能的影響和變化規律，以便對現有生產工藝進行優化，得到強韌性匹配良好，各項性能理想的馬氏體無錫不銹鋼鍛件，最大限度降低廢品率。

　　試驗用的原材料化學成分(質量分數，%)滿足技術標準：0.13～0.18C,0.40～0.60Mn，11.5～13.0Cr,0.15～0.25Nb，Si≤0.50，P≤0.03，S≤0.01，Ni≤0.60，Mo≤0.20，V≤0.10，Pb≤0.005，Sn≤0.05，Fe為余量。

　　試驗方案：A分別選取鍛造溫度1110、1130、1150℃，熱處理方案為1060℃正火，保溫2h空冷，1130℃保溫1.5h淬火(借助風扇對鍛件進行風冷)，700℃回火，保溫4h空冷;B在1110℃鍛后，分別選取1030、1060、1090℃進行正火預備熱處理，并與無正火處理作對比，最終的熱處理方案和A相同;C將最終熱處理后的鍛件，進行室溫拉伸性能測試，夏比沖擊試驗和顯微組織觀察。

　　試驗結果表明：

　　1)隨著鍛造溫度升高，鍛件強度提高，增幅較大;塑性和沖擊能降低，塑性的減幅較小，沖擊能的減幅較大。通過與技術標準比較，反映塑性的指標雖然隨著鍛造溫度的升高降低，但均在技術要求之上，而反映強度和韌性的指標部分數據低于技術標準。這說明鍛造溫度對強度和韌性的影響要比對塑性的影響大。

　　2)正火溫度對伸長率和斷面收縮率的影響小，變化幅度很小，無明顯的變化趨勢;隨著正火溫度的升高，抗拉強度和屈服強度增大，而沖擊能先降后升，在1060℃時達到最小;和無正火處理的鍛件相比，經過正火的鍛件強度增大，而韌性和塑性降低，強韌性匹配較好;和技術標準相比，鍛件強度太低，這主要是由于試驗用鍛造溫度偏低(鍛造溫度應選1130℃較為合適)，合金元素不能充分固溶到奧氏體中，還有淬火時冷速偏低(風冷速度偏低)，在冷卻過程中，合金元素析出過多，導致馬氏體過飽和度偏低，殘余奧氏體含量過多，降低了鍛件強度。