材料14Cr17Ni2屬于馬氏體—鐵素體型不銹鋼,該合金具有良好的耐蝕性和較高的力學性能,對于氧化性的酸類和有機酸的水溶液都有良好的耐蝕性,是制造耐蝕承載關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件及緊固部件的常用材料。由于該類部件用于承受拉伸、剪切和沖擊的環(huán)境中,材料除需要滿足常規(guī)力學性能外,還應有良好的沖擊韌性。但熱加工工藝較復雜,在歷年生產(chǎn)過程中,常出現(xiàn)力學性能不合格的現(xiàn)象,據(jù)統(tǒng)計主要表現(xiàn)在沖擊功上,嚴重影響了生產(chǎn)成本及交貨期,造成了許多不必要的損失。本文通過試驗研究,證明了14Cr17Ni2具有明顯的中溫回火脆性。人們很早就發(fā)現(xiàn)了回火脆性現(xiàn)象,第一次世界大戰(zhàn)時發(fā)現(xiàn)了槍炮鋼變脆的現(xiàn)象并稱之為“克虜伯(Krupp)病”?;瘜W成分的微小波動顯著影響鋼的組織與性能,尤其是碳、鉻含量的變化對沖擊功影響較大,所以,實際使用中,應根據(jù)應用條件和對其各方面的要求,合理控制調(diào)整成分。
本文對11爐不同化學成分的14Cr17Ni2合金鍛棒采用相同的熱處理制度處理后,進行U形缺口試樣的夏比沖擊試驗,對比分析不同化學成分對于沖擊功的影響;并對其中1爐鍛棒采用不同的回火溫度進行處理后,進行U形缺口試樣的夏比沖擊試驗,對比不同回火溫度對于沖擊功的影響。
采用11爐直徑為
90mm的14Cr17Ni2合金鍛棒,其化學成分見表1。為了研究14Cr17Ni2回火溫度對沖擊功的影響,首先對10號鍛棒進行990℃/1.5h/油冷,油冷淬火后,采用300℃、380℃、400℃、450℃、520℃、550℃、600℃和680℃保溫4h/水冷,進行回火;為了研究14Cr17Ni2化學成分對沖擊功的影響,對11爐鍛棒在990℃/1.5h/油冷的條件下進行淬火后,分別采用300℃和520℃進行回火。
按照GB/T 229-2020《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法》標準要求,采用試樣大小為55mm×10mm×10mm,缺口形狀為U形缺口,完成縱向室溫沖擊試驗。
金相組織采用奧林巴斯GX71金相顯微鏡進行觀察,腐蝕劑為CuCl
(5g)+HCl(100ml)+乙醇(100ml)。
驗證標準偏差相對穩(wěn)定,具有統(tǒng)計意義。2004年QSAR國際會議正式形成經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(英文簡稱OECD)規(guī)則,明確必須使用外部驗證集(即測試集)來評價模型的預測能力。如果樣本量足夠大,也可以從105個樣本中隨機取8個樣本作為測試集,97個樣本作為訓練集。本案例執(zhí)行該規(guī)范。
14Cr17Ni2鋼屬于馬氏體—鐵素體型不銹鋼,在淬火狀態(tài)下的組織為馬氏體+δ—鐵素體+殘余奧氏體。在回火過程中,自馬氏體及δ—鐵素體中析出M
C
型碳化物,并聚集于晶界上,馬氏體分解為回火索氏體。
14Cr17Ni2淬火后的組織為板條馬氏體+鐵素體,經(jīng)回火后,馬氏體發(fā)生分解,析出碳化物,而鐵素體沒有變化。200℃~300℃回火時,基體組織中板條內(nèi)和板條間的碳化物析出量逐漸增多,但仍呈細小彌散分布,所以沖擊功較高。在350℃回火時,晶界開始有少量碳化物析出,而當400℃~550℃回火時,板條間和晶界上的碳化物析出量明顯增多,并且以高彌散度沿晶界和板條分布,晶界上的碳化物析出大大降低了鋼的沖擊功,并導致該鋼在此時出現(xiàn)明顯的脆性傾向,沿晶斷裂。當回火溫度提高到600℃以上時,碳化物部分溶解,從而使脆性消失。
圖1為不同回火溫度下14Cr17Ni2的沖擊功,經(jīng)對比不同回火溫度與沖擊功的關(guān)系發(fā)現(xiàn),在300℃~450℃回火范圍內(nèi),該材料沖擊功從100J降低至19J,出現(xiàn)了明顯的下降;而在300℃~680℃回火范圍內(nèi)沖擊功整體出現(xiàn)先下降再提升的趨勢,680℃回火時,沖擊功回升到78J,且在450℃左右出現(xiàn)沖擊功最低點19J。說明該材料存在明顯的回火脆性,回火脆性溫度范圍為350℃~550℃,回火溫度對材料的沖擊功影響較大。
(3)加強交流。促進金融機構(gòu)與企業(yè)之間的良性對話,使企業(yè)的需求和難處更加明晰,政府、金融機構(gòu)的措施更加有針對性、有效性,能夠解決實際問題,還要加強恩施州各個縣市的聯(lián)系與交流,旅游業(yè)發(fā)展較好的縣市可以提供更多的經(jīng)驗幫助其他縣市,共同發(fā)展,減少區(qū)域不均衡。
互聯(lián)網(wǎng)+商業(yè)發(fā)展趨勢下,新零售(如:基于LBS的新零售服務)、智慧門店(如:微信小程序)、移動支付(如:遠程支付)等成為主要的技術(shù)服務支持,電商服務平臺從原本PC端轉(zhuǎn)移到了移動端,小程序+微信支付的組合連接起人與服務,打通了會員、營銷、電商、門店,手機支付應用為當前最熱應用技術(shù),小到個體店店長(如淘寶店家、小超市),大到企業(yè)(如京東、淘寶),都需要用到移動應用的知識,因此,未來幾年,有移動應用開發(fā)知識的人將成為炙手可熱的新時代人才的核心競爭力。
經(jīng)對比不同回火溫度下的斷口宏觀形貌(圖2)和不同回火溫度下的斷口形貌(圖3),520℃回火的斷口宏觀形貌呈典型的沿晶脆性斷裂,在斷口表面上有許多亮面,每個亮面都是一個晶粒的晶界。而600℃回火的斷口宏觀形貌為韌性斷裂形貌,屬于穿晶斷裂和河流花樣。600℃回火的斷口形貌有明顯的韌窩和剪切唇。
14Cr17Ni2中主要的化學成分包括C、Cr、Ni、Si、Mn、P、S。元素Mn、Si在14Cr17Ni2中不屬于主要合金元素,在化學成分范圍內(nèi),對鋼的組織影響不大,因此鋼的組織與性能主要受C 、Cr和Ni這3種元素的影響。Ni本身對回火脆性影響不明顯,既然是碳化鉻影響鍛件的沖擊功,原材料中C和Cr的含量會直接影響鍛件沖擊功。
圖5為不同C、Cr含量的14Cr17Ni2的沖擊功,300℃沖擊功和520℃沖擊功趨勢幾乎一致,驗證了原材料對該材料沖擊功的影響占主要原因的結(jié)論。
圖4為不同沖擊功對應的金相顯微組織。從圖4可得,沖擊功為52J和35J的金相顯微組織,晶粒度均為5級,二者最大的差別在于,后者在晶界上析出了大量的碳化物顆粒。晶界上的碳化物析出大大降低了鋼的沖擊功,并導致該鋼在此時出現(xiàn)明顯的脆性傾向,沿晶斷裂。
對凈化工藝進行優(yōu)化,將除銅鎘工藝由一段凈化改為一段兩次除銅鎘凈化,即一段一次凈化除銅、預除鎘,一段二次凈化進一步除銅鎘,達到鋅粉多點加入,渣與液快速分離的目的。優(yōu)化后凈化工藝流程見圖2。
由圖5可知,隨著Cr含量的增加,14Cr17Ni2的沖擊功總體呈下降趨勢,而當Cr含量相差不大時,隨著C含量的升高,沖擊功下降。
(1)14Cr17Ni2在300℃~680℃回火范圍內(nèi),該材料出現(xiàn)了沖擊功先下降再提升的趨勢,在450℃左右出現(xiàn)沖擊功最低點,且在350℃~550℃范圍內(nèi)沖擊值整體偏低,低于39J(GJB 2294A-2014要求)。說明該材料存在明顯的回火脆性,回火溫度對材料的沖擊功影響較大,350℃~550℃為該材料的回火脆性區(qū)間溫度。
故天秉陽,垂日星;地秉陰,竅于山川,播五行于四時,和而后月生也。是以三五而盈,三五而闕。五行之動,迭相竭也,五行、四時,十二月還相為本也。[15]1423
(2)原材料化學成分的波動對14Cr17Ni2材料的沖擊功影響較大,隨著元素C、Cr含量的增加,材料的沖擊功呈總體下降趨勢。
(3)14Cr17Ni2在350~540℃進行回火且對材料沖擊功有要求時,應嚴格控制原材料中元素C、Cr的含量。