16Co14Ni10Cr2Mo钢在510℃长期回火变脆的研究.pdf

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第l6卷第2期航空材料学报V01．16．No．2
1996年6月JOURNALOFAERONAUTICALMATERIALSJune1996

16Co14Ni10Cr2Mo钢在510~C长期
回火变脆的研究

濮汝厚
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(安徽宿县电教中心)
钟凌斌古宝珠弋|2·3
一
(北京航空材料研究所)

瓶要-1fl11Iqi

利用透射电镜、扫描电镜及能谱研究了。。Ni。c孙。钢在。回火问对

PS台月童忱

在努力发展具有良好强韧性配合的钢时，高合金的Ni-Co二次硬化钢显示出了最大
的潜能，第一个研制出的这类合金是HP一9—4一x，含有9Ni，4Co，0．20～0．45C，加入少
量的碳化物形成元素Cr、Mo、V。后来又研制了HY一180，该钢含有10Ni，8Co，0．12C
(wt)，Speich等人2对此钢每个合金元素的作用进行了深入研究，Little等人也研究了

一系列含c、Cr、Mo和Co等元素，保持Ni在10的合金，重要的是他们将co量提高到
15．4来研究Co的作用，此工作的结果导致了AF1410(Fe一14co一10Ni一2Cr一1Mo一0．
16C)的研制成功，目前，AF1410钢具有较高的硬度(HRCS0)、强度、良好应力腐蚀及焊接
性能，同时韧性很高。我国与AF1410钢对应的是16Col4Nil0Cr2Mo钢，此钢主要是在回
火过程通过析出二次强化相来获得高强高韧，标准回火制度为510~C／sh空冷。而在510~C
回火超过8h后，韧性开始下降，回火时间超过50h断口形貌由韧窝向沿晶断裂转化，对此类
钢这一特性的研究尚未见报导，为此本文对韧性降低及产生沿晶断裂机制进行了探讨，以试
图为改善钢的性能提供依据。

1995年1O月5日收到
联系人钟平，高级工程师，北京81信箱3分箱(100095)

26航空材料学报第16卷

1试验材料与方法

试验用料为双真空钢，化学成分(wt)为：c0．16，Co13．83，Ni9．93，Cr1．95，Mo1_
02，S0．001，P0．0061，Al0．02．力学性能试样采用由十140mm改锻的ql8mm及14mm×
14mrn棒材，钢料先经900'C正火，680~C高温回火后进行力学性能试样粗加工，再经830℃
加热空冷+(一73℃)冰冷+510~C分别回火]0mln、30min、lh、3h、5h、8h、16h、60h、100h、
150h、200h及400h，空冷后精加工至规定尺寸，拉伸试样直径为10mm，标距长度为
50mm，冲击韧性用u型缺口试样，利用金相显微镜和H-800透射电镜观察组织，用JSM

一35扫描电镜对断口进行观察，用595型扫描Auger微探针进行断口杂质元素和合金元素
分析，试样为q3mm×32mm的圆棒，距一端13mm处开有90。的V型槽，试样在1．3×10
Pa真空室-196℃温度下打断后，立即进行Auger能谱分析，入射电子能量为10kV，电流
10A，焦斑直径是1,um，利用文献_4]给出的公式计算元素的百分含量：
C一I／szd／ZI／Sdo
下标z代表待测元素，a是试样中的诸元素，，是Auger峰高值，是和峰对应的相对灵
敏因子，d是标尺因子

2试验结果

2．1回火时间与力学性能
钢在510℃下不同回火时间与力学性能的关系见图结果表明，随回火时间的延长
而降低，5Oh以后，下降幅度变缓，d在10min至lh之间呈上升趋势，lh以后出现下降，ak
随时间延长而上升，超过8h以后，口k开始下降，在200h时降低至74．0J／cm，HRC在5h以
前下降比较缓慢，8h以后下降幅度增加，出现了强度、硬度与韧性同时下降的现象。
2．2回火时间与微观组织
不同回火时间的透射电镜组织见图2。510℃回火10mln后的组织中MozC处于析出初
期，大部分共格；510"C回火1h后，MoC从位错线上形核生长呈细小针状，此时MozC仍多
处于共格状态，510"C回火5h，胞状结构较明显，MozC的粒度与480'C回火的差不多，但更
加弥散，MoC的间距约为4O～100A，组织中的Mc一部分长大，一部分溶解，510℃回火
16h，位错逐渐回复，大部分MozC已经长大，局部区域MoC仍然很细小，由于Mo。C的长
大是以吞并其它MozC而进行]，因此密度逐渐下降，510"C回火50h，MozC进一步长大，
510℃回火200h，Mo2C的大小与60h相比略有长大，50h和200h的MozC密度较16h的低，
未观察到MoC向其它类型碳化物转变

第2期16Col4Nil0Cr2Mo钢在510℃长期回火变脆的研究27

Temperingtime．h

图1回火时间与性能