马氏体不锈钢可通过热处理取得较高的强度和杰出的韧性

马氏体不锈钢可通过热处理获得较高的强度和杰出的韧性，在机械制造、化工和能源工业中得到了广泛应用。中国核反应堆驱动组织中磁极、导向板等零件选用12Cr13马氏体不锈钢（403或401不锈钢）制造，运用中需承受较大的冲击载荷，因此该不锈钢应具有优秀的冲击韧性。
研讨标明，影响马氏体不锈钢冲击韧性的要素包括化学成分、热处理准则和显微组织等。跟着Cr，Si含量的增加和C，Mn含量的下降，马氏体钢组织中δ-铁素体含量增加，使12Cr13不锈钢的热塑性、冲击韧性下降。热处理可致使475℃回火脆性，或因为热处理后冷却缓慢而致使第二类回火脆性，大大下降马氏体不锈钢的冲击韧性。藤田辉夫认为冷却速度慢是Cr13型马氏体钢冲击韧性功用下降的要素。显微组织中的晶粒标准、夹杂物和δ-铁素体均对冲击功用有影响最为显着，含量较多的铁素体在热处理过程中难以溶解，易于保留在调质组织中，致使冲击韧性下降。
驱动组织资料收买标准对退火处理态12Cr13不锈钢的冲击韧功用提出了较高恳求，规矩该不锈钢在0℃时的冲击功A≥56J。为了获得退火态组织与冲击韧性的联络，中国科学院金属研讨所的科研人员选用铸造的不锈钢棒材，体系研讨了12Cr13不锈钢退火处理过程中的组织改动和力学功用，分析和评论了碳化物对冲击韧性的影响。
实验所用资料是直径135mm的铸造棒材，其化学成分（质量分数，%）为：C0.121，Si0.26，Mn0.48，Cr13.01，P0.012，S0.0055，Co0.02，N0.02，Fe余量。用线切割方法从棒材上切割出标准为12mm×12mm的冲击试样。将试样在760～780℃范围内退火2h，出炉空冷。为了对比样品标准效应对组织和冲击功用的影响，从直径135mm棒材上截取长度为60mm的试样，在860℃退火2h，出炉静置空冷，并切取组织分析样品和标准冲击试样。
冲击实验在Zwick/RoellRKP450示波冲击实验机上进行，冲击韧性以冲击功标明。硬度检验前，样品经磨制、抛光。硬度实验选用标准Vickers硬度方法测定（载荷980N），每个样品测定10次，取平均值。
金相（OM）和扫描电镜（SEM）调查用腐蚀剂选用FeCl3-HCl水溶液。选用金相分析软件核算扩展倍数为200的各样品中的δ-铁素体含量，核算视场为10个。12Cr13不锈钢显微组织分析选用PhilipsESEMXL30FEGSEM调查，碳化物标准在扩展3500倍时核算得出，核算视场为5个。
实验成果标明，碳化物描画是抉择不锈钢冲击韧性的要害要素。分布在原马氏体晶粒内、标准纤细、分布均匀的颗粒状碳化物可显着改进12Cr13的冲击功用；而分布在晶界上的块状和条状碳化物，以及铁素体晶粒内随机分布的大颗粒状碳化物，则严峻恶化不锈钢的冲击韧性。退火温度对碳化物分出和分布具有较大影响，当退火处理温度由760℃增加到860℃时，碳化物标准增大，使得12Cr13不锈钢的冲击功由151J降到106J；当碳化物彻底消失且呈块状或条状分布时，不锈钢冲击功下降至5J。