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深冷處理后0Cr17Mn17Mo3NiN奧氏體不銹鋼的低溫沖擊性能
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超導應用等需要低溫技術領域的發展，促使了低溫結構材料的研究。這類低溫結構材料應具有高的屈服強度、良好的低溫韌性、無磁性、良好的組織穩定性等性能。奧氏體不銹鋼無磁性，且焊接性能良好…
超導應用等需要低溫技術領域的發展，促使了低溫結構材料的研究。這類低溫結構材料應具有高的屈服強度、良好的低溫韌性、無磁性、良好的組織穩定性等性能。奧氏體不銹鋼無磁性，且焊接性能良好，是目前低溫結構材料的首要選擇，其使用量與日俱增。
有課題組前期研究設計了氮含量為0.6%的0Cr17Mn17Mo3NiN奧氏體不銹鋼，此鋼具有優良的常溫力學性能和耐腐蝕性能，但是還未對其低溫性能進行研究。為此，科研人員研究了該鋼的低溫沖擊性能以及經深冷處理后的常溫（20℃）沖擊性能，觀察了其斷口形貌和組織，分析了其斷裂機理。
試驗用0Cr17Mn17Mo3NiN奧氏體不銹鋼的化學成分為（質量分數，%）：C0.036，Si0.170，Mn16.600，P0.020，S0.015，Cr17.370，Mo2.610，Ni1.220，N0.614，Fe余量。該鋼采用真空熔煉后，在SXZ-10-13型箱式電阻爐中進行固溶處理，固溶工藝為1050℃×1h水冷。
根據GB/T 229-2007，在試驗鋼上截取標準V型夏比沖擊試樣，在ZBC 2302-C型金屬擺錘沖擊試驗機上進行沖擊試驗，試驗溫度分別為20，-50，-80，-110，-150，-196℃，根據表1中的參數對試樣進行深冷處理，先將試樣在液氮中保溫一定時間，然后取出，在空氣中放至室溫，如此循環不同次數后，再在20℃進行沖擊試驗，測試設備和測試參數同前。
表1 深冷處理工藝參數
編號 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# |
保溫時間/h | 3 | 3 | 3 | 6 | 6 | 6 |
處理次數/次 | 1 | 5 | 20 | 1 | 5 | 20 |
用JSM-7001F型掃描電鏡（SEM）觀察沖擊斷口形貌。在沖擊斷口附近截取金相試樣，經打磨、拋光后，用王水腐蝕，利用DM2500M型透反射光學顯微鏡觀察其顯微組織，用D/MAX2005FC型X射線衍射儀分析物相組成；用JEM-2100型透射電子顯微鏡對斷口附近的微觀結構進行分析。結果表明：
（1）未經深冷處理試驗鋼的沖擊功隨著沖擊試驗溫度的降低而減小，斷裂方式由韌性斷裂逐漸變為脆性斷裂，其韌脆轉變溫度約為-122℃。
（2）深冷處理能顯著提高試驗鋼的20℃沖擊功，延長深冷處理時間和增加深冷次數對其沖擊功影響不大，深冷處理后試驗鋼的20℃沖擊斷裂方式為韌性斷裂。
（3）試驗鋼在低溫的組織穩定性好，低溫沖擊和深冷處理后均未發現馬氏體生成和氮化物的析出。
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