耐磨板是一種高鉻、鎳、鉬和超低碳的超級奧氏體不銹鋼。20世紀80年代以來,該不銹鋼以其優異的耐蝕性能及較高的強度廣泛的應用在海水淡化、紙漿漂白、化學化工等方面。隨著近年來耐磨板國產化的迫切需求,國內進行了大量研究,但大多集中于熱處理后的耐蝕性研究,有關固溶處理階段的基礎研究卻較少。由于固溶處理對耐磨板獲得完全的奧氏體組織,確定后續加工工藝及獲得更好的耐蝕性至關重要,為此本文就固溶處理對耐磨板組織及力學性能的影響進行了研究。
本實驗采用JFE生產冶煉的JFE-C400耐磨板,經鍛、擠制成坯料,其顯微組織為完全的奧氏體,化學成分為(質量分數,%):0.014C,19.70Cr,18.31Ni,6.08Mo,0.19N,0.66Cu,0.59Mn,0.55Si,0.014P,0.0008S,余量為Fe。將坯料在馬弗爐中進行不同溫度(900、950、1000、1050、1100、1150、1200、1250和1300℃)的固溶處理,在每個固溶溫度下均保溫1h,然后水淬。
固溶處理對耐磨板晶粒尺寸影響很大。在試驗溫度范圍內固溶處理時,晶粒正常長大,晶粒長大激活能為152kJ/mol。當固溶溫度低于1100℃時,耐磨板組織中發現σ相。隨著固溶溫度的降低,σ相迅速增多,并且χ相和其他相也開始出現,使鋼的塑、韌性急劇下降;固溶溫度超過1150℃,析出相消失。當固溶溫度高于1150℃時,耐磨板的力學性能穩定。考慮到耐磨板固溶程度及晶粒尺寸、力學性能等因素的影響,建議耐磨板的最佳固溶溫度為1150~1250℃。