钢铁研究学报

作者：陈小开^1,2, 王存宇^1,2, 张博航³, 俞峰^1,2, 徐海峰^1,2, 曹文全^1,2

单位：1.钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院,北京100081;；2.先进特殊钢全国重点实验室,北京100081;；3.西安华欧精密机械有限责任公司,陕西西安710018

关键词：高氮马氏体不锈钢,热处理,深冷处理,残留奥氏体,析出相

基金：钢铁研究总院有限公司自主投入重大资助项目(事24T60640ZD)

本文采用金相显微镜、X射线衍射(XRD)、背散射电子衍射(EBSD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等显微分析技术,研究了热处理工艺对30Cr15Mo1N钢组织和性能的影响。在不同温度加热2 h后淬火,随后进行-73 ℃深冷处理1 h和160 ℃低温回火处理2 h。结果表明,试验钢的晶粒尺寸随淬火加热温度的升高而增大,从950 ℃提升到1 050 ℃时,晶粒尺寸从9.8 μm缓慢长大到19.8 μm,从1 075 ℃提升到1 200 ℃时,晶粒尺寸从38.6 μm快速长大到121.0 μm,晶粒粗化温度为1 075 ℃;析出相主要为M₂₃C₆型碳化物和M₂(C,N)型碳氮化物,其溶解温度分别为1 000和1 100 ℃。在淬火过程中,析出相溶解导致晶粒尺寸长大,同时提高了奥氏体强度和稳定性;C、N、Cr、Mo等元素回溶降低了试验钢的马氏体开始转变温度(<i>M</i>_s),导致淬火时奥氏体转变不完全,加热温度为1 075 ℃以上时残余奥氏体体积分数可达80%左右。降低试验钢中残余奥氏体体积分数的关键方法是将淬火加热温度控制在1 000 ℃左右,并结合深冷处理和低温回火工艺,可达到残余奥氏体体积分数小于5%、硬度不小于58.0HRC且线膨胀系数小于1.2×10^-5℃^-1的理想水平,从而满足轴承钢对高硬度和高尺寸稳定性的苛刻要求。

来源：2025年第12期

《钢铁研究学报》期刊编辑部

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