固溶处理对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢组织及碳化物的影响

作者：王英虎; 郑淮北; 刘庭耀; 宋令玺; 白青青

来源：金属热处理, 2022, 47(04): 39-45.

DOI：10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.006

• 53Cr21Mn9Ni4N耐热钢
• 固溶处理
• 碳化物
• 凝固模式
• 相图计算

利用FactSage软件中的FSstel数据库对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢的相图进行计算，分析了氮元素对凝固及冷却过程中相变及析出相的影响，得到了53Cr21Mn9Ni4N耐热钢平衡凝固及冷却相变路径图，并用OM、SEM、XRD、EDS等对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢在1200℃固溶3、10、20、40和60 min后的显微组织及碳化物演变规律进行了研究。结果表明，53Cr21Mn9Ni4N耐热钢由1600℃平衡冷却至300℃的过程中完整的平衡相变路径为：液相+气体→液相→液相+δ铁素体→液相+δ铁素体+奥氏体→液相+奥氏体→奥氏体→奥氏体+M23C6→奥氏体+M2(C,N)+M23C6→奥氏体+M2(C,N)+M23C6+α铁素体→奥氏体+M2(C,N)+M23C6+α铁素体+σ相。M23C6的析出温度随着氮含量的增加而降低，M2(C,N)的析出物温度随着氮含量的增加而升高，M23C6会因M2(C,N)的析出受到抑制。53Cr21Mn9Ni4N耐热钢的铸态组织非常不均匀，奥氏体呈树枝晶状生长，枝晶间析出大量层片状碳化物。随着固溶时间的增加，分布在枝晶间的层片状碳化物逐渐变成块状及短棒状，碳化物的数量逐渐减少，粗壮的树枝晶也逐渐变得细小。53Cr21Mn9Ni4N耐热钢在1200℃固溶后的组织及碳化物均得到明显改善。