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真空 ›› 2025, Vol. 62 ›› Issue (2): 100-104.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2025.02.15

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真空时效工艺对ZG0Cr17Ni4Cu3Nb和0Cr17Ni4Cu4Nb硬度与组织的影响

王蔓1, 战春鸣2, 施国梅1, 王哲1   

  1. 1.中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司,辽宁 沈阳 110043;
    2.沈阳真空技术研究所有限公司,辽宁 沈阳 110042
  • 收稿日期:2024-11-20 出版日期:2025-03-25 发布日期:2025-03-24
  • 作者简介:王蔓(1980-),女,辽宁锦州人,本科,高级工程师。

Effect of Vacuum Aging Process on Hardness and Microstructure of ZG0Cr17Ni4Cu3Nb and 0Cr17Ni4Cu4Nb

WANG Man1, ZHAN Chunming2, SHI Guomei1, WANG Zhe1   

  1. 1. AECC Shenyang Liming Aero-Engine Co., Ltd., Shenyang 110043, China;
    2. Shenyang Vacuum Technology Institute Co., Ltd., Shenyang 110042, China
  • Received:2024-11-20 Online:2025-03-25 Published:2025-03-24

摘要: 对ZG0Cr17Ni4Cu3Nb和0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢进行真空时效处理,系统分析了不同时效温度(540~620 ℃)对其显微组织及力学性能的影响机制。结果表明:随着时效温度的升高,两种材料的硬度均呈现下降趋势。在相同时效工艺下,0Cr17Ni4Cu4Nb的硬度优于ZG0Cr17Ni4Cu3Nb。时效温度升高导致淬火马氏体基体发生回复与再结晶,促使逆转变奥氏体生成并扩展,进而提升了残余奥氏体含量并引起组织软化。此外,富铜相(ε-Cu)等沉淀相质点的析出与长大减弱了沉淀强化效应,进一步加剧了硬度的降低。

关键词: 马氏体不锈钢, 真空时效, 硬度, 组织

Abstract: The effects of different aging temperatures (540-620 ℃) on microstructure and mechanical property of ZG0Cr17Ni4Cu3Nb and 0Cr17Ni4Cu4Nb precipitation-hardened martensitic stainless steels were studied by vacuum aging treatment. The results show that the hardness of both materials decreases with the gradual increase of aging temperature. Under the same aging conditions, the hardness of 0Cr17Ni4Cu4Nb is better than that of ZG0Cr17Ni4Cu3Nb. The increase of aging temperature promotes the recovery and recrystallization of quenched martensite matrix, and reverse austenite gradually forms and expands, resulting in the increase of retained austenite content and microstructure softening. In addition, the precipitation and growth of precipitated phase particles such as copper-rich phase (ε-Cu) weaken the precipitation strengthening effect and further aggravate the decrease of hardness.

Key words: martensite stainless steel, vacuum aging, hardness, microstructure

中图分类号:  TG156.9

[1] 魏亮亮,孙永庆,关玉龙,等.不同冶炼工艺的A286沉淀硬化不锈钢中夹杂物对比探讨[J].冶金分析, 2022,42(10):1-8.
[2] 夏晓玲,李玉清,吴大茂. 不同热处理对17-4PH钢过时效组织与性能的影响[J]. 材料科学与工艺,1997, (2):109-113.
[3] 杨晓. 17-4PH不锈钢性能和组织研究[D]. 哈尔滨:哈尔滨工程大学,2007.
[4] 梁志凯,冯慎田,李冬玲,等. 9Cr13Mo3Co3Nb2V马氏体不锈钢微观组织研究[J]. 航空材料学报,2006,26(3):60-65.
[5] 李志,支敏学,刘天琦,等. 新型超高强度-高韧性马氏体沉淀硬化不锈钢的组织和力学性能初探[J]. 航空材料学报,2000,20(3):1-5.
[6] 胡春燕,姜涛,刘新灵. 某钢制螺钉断裂失效分析[J]. 金属热处理,2014,39(2):141-144.
[7] 董唯莉,付金鹏,张浩,等.不锈钢螺栓断裂原因分析[J].失效分析与预防,2014,9(1):43-47.
[8] HSIAO C N, CHIOU C S,YONG J R.Aging reaction in a 17-4PH stainless steel[J]. Materials Chemistry and Physics,2002,23(4):345-349.
[9] 周家屹,王沛,张宗峰,等.一种热真空释气试验装置的研制[J].真空, 2023, 60(2):39-44.
[10] 赵义,王福. 调整处理对0Cr17Ni4Cu4Nb钢组织及耐蚀性的影响[J]. 东北大学学报(自然科学版),2010,31(7):953-956.
[11] 侯凯,杨鑫鑫,赵立,等. 热处理工艺对17-4PH不锈钢冲击韧度的影响[J]. 金属加工(热加工),2012(7):47-49.
[12] 杜涛,陈军,袁诚. 时效温度对17-4PH沉淀硬化不锈钢析出行为和硬化效果的影响[J]. 热加工工艺, 2015, 44(4):233-235.
[13] WU M,ZHAO Z H,WANG X, et al.Corrosion behavior of 17-4PH stainless steel in simulated marine environment[J].Materials and Corrosion,2019,70(3): 461-469.
[14] LASHGARI H R, XUE Y, ONGGOWARSITO C, et al.Microstructure, tribological properties and corrosion behaviour of additively manufactured 17-4PH stainless steel: Effects of scanning pattern, build orientation, and single vs. double scan[J]. Materials Today Communications, 2020,25:101535.
[15] 杜大明,汪洋,白小波. 热处理对17-4PH不锈钢组织和性能的影响[J]. 热处理技术与装备,2012,33(1):30-32.
[16] 张敏,褚巧玲. 17-4PH不锈钢热处理工艺[J]. 金属热处理,2012,37(9):8-11.
[17] 赵莉萍,杨慧,李慧琴. 固溶处理和时效对17-4PH沉淀硬化不锈钢组织性能的影响[J]. 特殊钢,2003,24(4):24-25.
[18] FINE M E, ISHEIM D.Origin of copper precipitation strengthening in steel revisited[J]. Scripta Materialia, 2005, 53(1):115-118.
[19] KIZLER P, UHLMANN D, SCHMAUDER S.Linking nanoscale and macroscale: calculation of the change in crack growth resistance of steels with different states of Cu precipitation using a modification of stress-strain curves owing to dislocation theory[J].Nuclear Engineering and Design,2000,196(2):175-183.
[20] 戚正风. 固态金属中的扩散与相变[M]. 北京:机械工业出版社,1998:332-333.
[21] ALNAJJAR M, CHRISTIEN F,BARNIER V, et al.Influence of microstructure and manganese sulfides on corrosion resistance of selective laser melted 17-4PH stainless steel in acidic chloride medium[J]. Corrosion Science,2020,168:108585.
[22] ALNAJJAR M, CHRISTIEN F, BOSCH C, et al.A comparative study of microstructure and hydrogen embrittlement of selective laser melted and wrought 17-4PH stainless steel[J]. Materials Science and Engineering A,2020,785:139363.
[23] 臧鑫士. 17-4PH不锈钢的化学成分和热加工[J]. 航空制造工程,1995(10):13-15.
[24] 赵义,郭亚欢,侯凯. 热处理工艺对17-4PH不锈钢力学性能的影响[J]. 机械工程材料,2009,33(5):5-8.
[25] 王均, 沈保罗, 孙志平,等. 17-4PH的时效动力学研究[J]. 四川冶金,2004(1):28-30.
[26] 刘国勋. 金属学原理[M]. 北京:冶金工业出版社, 1980: 391-394.
[27] 李颇,郭李波,王小奎. 沉淀硬化型不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb试验研究[J]. 黑龙江冶金,2006(3):7-9.
[28] 杜涛,甘晓龙,岳江波,等. 时效处理对17-4PH不锈钢硬化效果分析[J]. 中国科技信息,2013(18):140-141.
[1] 陈明, 李相材, 张晓敏, 黄烁, 王冲, 胡军. 磷对镍基高温合金铸态组织和力学性能的影响*[J]. 真空, 2025, 62(2): 91-99.
[2] 张向军, 李天瑞, 吴文平, 杨永, 陈志强, 徐勇, 卢勇. 微量合金元素对Q355B钢中夹杂物的影响*[J]. 真空, 2025, 62(2): 77-85.
[3] 李婷玥, 王鑫, 甄真, 李娜, 许振华. 不同粘结层对Yb2O3改性Gd2Zr2O7热障涂层的热冲击影响行为*[J]. 真空, 2025, 62(1): 26-36.
[4] 李灿民, 董中林, 夏正卫, 张心凤, 魏荣华. 等离子增强磁控溅射制备TiCr基纳米复合涂层的显微组织和性能[J]. 真空, 2024, 61(2): 10-15.
[5] 赵文君, 刘玉琢, 蔡妍, 王立哲, 李建平, 牟仁德, 何利民. 扩散处理对低温粉末渗铝涂层组织及硬度的影响研究*[J]. 真空, 2023, 60(2): 30-33.
[6] 邢银龙, 吴杰峰, 裴仕伦, 刘志宏, 李波, 刘振飞, 马建国. 船型射频腔1/2Y态无氧铜板真空电子束焊接*[J]. 真空, 2022, 59(5): 69-73.
[7] 刘晓功, 姜楠, 郝齐赞, 罗亮, 史振学, 骆宇时. 单晶高温合金铸件尺寸效应实验研究[J]. 真空, 2022, 59(3): 80-85.
[8] 吴彦超, 刘豫瑶, 刘洋, 高晟元, 黄美东. 调制比对电弧离子镀Cr/TiN纳米多层膜力学性能的影响*[J]. 真空, 2021, 58(2): 10-14.
[9] 武英桐, 李晓敏, 白睿, 王东伟, 王宇, 黄美东. 附加偏置电场对电弧离子镀TiN薄膜结构和性能的影响*[J]. 真空, 2021, 58(1): 63-66.
[10] 包四平, 赵毅红, 周晓进, 王自力, 何玉龙, 耿浩然, 王锴, 史敏杰, 陈荣发. 真空热处理对42CrMo转子显微组织和耐磨性能的影响研究[J]. 真空, 2020, 57(6): 31-34.
[11] 赵兴旺, 刘艳梅, 付和国, 史吉鹏, 关峰. TC4薄壁钛合金激光对接接头组织及力学性能研究*[J]. 真空, 2020, 57(4): 89-94.
[12] 刘艳梅, 苗玉华, 潘新, 刘标, 王存山, 林国强. 激光熔覆镍包石墨和石墨烯复合涂层组织和性能分析*[J]. 真空, 2020, 57(4): 85-88.
[13] 杨波, 来佑彬, 王冬阳, 李响, 吴海龙, 孙铭含, 苑仁月, 孙世杰. 高铬铁基合金等离子熔覆层表面硬度工艺研究*[J]. 真空, 2020, 57(1): 88-93.
[14] 伍醒, 蒋爱华, 程勇. 射频功率对DLC薄膜结构和力学性能的影响[J]. 真空, 2019, 56(4): 34-36.
[15] 刘婵, 王东伟, 李晓敏, 武英桐, 黄美东. 脉冲负偏压对直流磁控溅射碳膜结构和性能的影响[J]. 真空, 2019, 56(2): 69-73.
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[1] 李得天, 成永军, 张虎忠, 孙雯君, 王永军, 孙 健, 李 刚, 裴晓强. 碳纳米管场发射阴极制备及其应用研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 1 -9 .
[2] 周彬彬, 张 建, 何剑锋, 董长昆. 基于 CVD 直接生长法的碳纳米管场发射阴极[J]. 真空, 2018, 55(5): 10 -14 .
[3] 柴晓彤, 汪 亮, 王永庆, 刘明昆, 刘星洲, 干蜀毅. 基于 STM32F103 单片机的单泵运行参数数据采集系统[J]. 真空, 2018, 55(5): 15 -18 .
[4] 李民久, 熊 涛, 姜亚南, 贺岩斌, 陈庆川. 基于双管正激式变换器的金属表面去毛刺 20kV 高压脉冲电源[J]. 真空, 2018, 55(5): 19 -24 .
[5] 刘燕文, 孟宪展, 田 宏, 李 芬, 石文奇, 朱 虹, 谷 兵, 王小霞 . 空间行波管极高真空的获得与测量[J]. 真空, 2018, 55(5): 25 -28 .
[6] 徐法俭, 王海雷, 赵彩霞, 黄志婷. 化学气体真空 - 压缩回收系统在环境工程中应用研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 29 -33 .
[7] 谢元华, 韩 进, 张志军, 徐成海. 真空输送的现状与发展趋势探讨(五)[J]. 真空, 2018, 55(5): 34 -37 .
[8] 孙立志, 闫荣鑫, 李天野, 贾瑞金, 李 征, 孙立臣, 王 勇, 王 健, 张 强. 放样氙气在大型收集室内分布规律研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 38 -41 .
[9] 黄 思 , 王学谦 , 莫宇石 , 张展发 , 应 冰 . 液环压缩机性能相似定律的实验研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 42 -45 .
[10] 常振东, 牟仁德, 何利民, 黄光宏, 李建平. EB-PVD 制备热障涂层的反射光谱特性研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 46 -50 .