马氏体不锈钢.pdf(二、马氏体不锈钢冷却时的转变特点)
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本文导读目录：
马氏体不锈钢.pdf
本发明涉及具有优良韧性的马氏体不锈钢，特别是用于油井管等的无缝钢管用马氏体不锈钢。
主要用作油井管的API-13Cr等马氏体不锈钢，要求屈服强度在80ksi(552MPa)以上。
为了满足该强度要求，通常在组分设计时使C的含量为约0.2％。
在此与组分含量(除晶粒边界析出的Cr碳氮化合物的量以外)相关的「％」均表示「质量％」。
这样的高C，Cr含有量和高强度降低了制品的韧性。
因此，13Cr马氏体不锈钢的高韧性化成了重要的技术课题，迄今为止，提出了各种各样的提高韧性的方法。
本发明的目的是提供含有大约0.2％C的高韧性的马氏体不锈钢。
本发明者考虑到马氏体不锈钢的韧性依赖于晶粒边界析出的碳氮化合物的量，进行了实验，其结果确认了下述事实。
(2)晶粒边界析出的大量Cr等的碳氮化合物使韧性降低。
下面详细说明本发明的马氏体不锈钢的各个条件。
C：在本制造方法中，为了得到适度的强度、屈服比、硬度，有必要限定C含量的范围。
C含量不满0.15％时钢达不到规定的强度。
C含量超过0.21％时钢的强度过高，难以调节屈服比、硬度，因此，限定为0.15～0.21％。
并且，以MnS的形式固定钢中的S改善热加工性。
含量不满0.3％时没有效果，而超过1.00％时韧性劣化。
P：钢中存在的一种杂质，高含量时，热处理后制品的韧性降低。
因此，其允许上限值是0.050％，含量越少越好。
N：是奥氏体稳定化元素，改善钢的热加工性。
因此，其上限定为0.1％，优选0.035％以下。
V、Ti、Nb：这些元素与C、N结合生成碳化物、氮化物，提高钢的强度。
过量添加这些元素会增加成本，因此，V含量定为0～0.50％，Ti含量定为0～0.050％，Nb含量定为0～0.020％。
另外，本说明书中的含量「0」表示没有积极地添加该元素时候的情况。
晶粒边界析出的Cr碳氮化合物的量，根据5000倍的钢的萃取复型(extractionreplica)照片中Cr碳氮化合物所占的面积比例来定义。
制造了含有表1所述实施例的组分的无缝钢管。
首先，加热钢坯到1200℃以上用穿孔机进行穿孔。
将由此得到的钢管在再加热炉中加热到规定温度，接着用芯棒式无缝管轧机/缩径机进行最终精轧得到规定尺寸(外径：177.8mm，壁厚：10.36mm)。
此后，将此钢管以2℃/秒空冷到常温，接着进行热处理。
淬火：960℃10分钟，以5℃/sec以下的冷却速度进行空气冷却。
淬火之后，调整回火温度使强度满足APIL80等级(屈服点应力是552～656MPa)进行回火。
另外，制作萃取复型后，用透射电子显微镜观察晶粒边界析出的碳氮化合物，拍摄5000倍照片，求出Cr碳氮化合物的占有面积率。
以上述实施例的步骤制造了含有表1所示的比较例的组分的无缝钢管，并对其进行了与上述实施例相同的试验。
如表1所示的试验结果可知，本发明的13Cr马氏体无缝钢具有优良的韧性，使用这种钢的无缝钢管可用于现在需求不断增加的耐腐蚀性油井管等。
二、马氏体不锈钢冷却时的转变特点
钢加热奥氏体化后,以一定的速度冷却下来,获得期望的组织和性能,这是钢热处理的主要目的。
因此,钢自高温奥氏体状态的冷却过程是钢热处理的又一个重要过程。
钢自高温奥氏体状态冷却过程中将发生奥氏体的组织转变。
不同的冷却速度可以获得不同的转变产物及不同的性能。
到目前为止,一般的观点是认为钢在冷却时,依冷却速度不同,可以发生三种类型的组织转变,即珠光体型转变、贝氏体型转变和马氏体型转变。
马氏体不锈钢的研究进展
介绍了马氏体类不锈钢的主要应用领域与发展动态,给出了马氏体不锈钢的化学成分并分析了其研制的理论基础,综述了近年来马氏体不锈钢制备工艺及其研究进展,以及主要合金元素Cr、C、Ni、Mo和N对马氏体不锈钢组织和综合性能的影响。
指出了马氏体不锈钢存在的一些问题,就这些问题提出了解决办法,并对其未来的发展提出了展望（共7页)。
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