05Cr17Ni4Cu4Nb二次受热温度对力学性能的影响

王 虹 武彦荣 肖 杰 洪阳东

(东方电气集团东方汽轮机有限公司，四川618000)

某型汽轮机动叶片材料05Cr17Ni4Cu4Nb，是马氏体沉淀硬化型不锈钢，其主要强化手段是马氏体相变和时效处理形成沉淀硬化相[1]。05Cr17Ni4Cu4Nb叶片在加工抛磨工序中，由于采用人工抛磨，经常引起局部温度过高[2]，本文主要研究了05Cr17Ni4Cu4Nb二次局部受热后对力学性能及金相组织的影响。

1 试验方案

试验件规格为300 mm×50 mm×50 mm，先进行固溶+稳定化+时效，力学性能及金相组织合格后分别进行550℃、750℃、950℃三种温度的二次受热热处理， 热处理后分析材料05Cr17Ni4Cu4Nb二次受热热处理温度对力学性能及金相组织的影响。

2 试验过程

2.1 试验件固溶+稳定化+时效热处理

先将试验件按标准进行固溶+稳定化+时效处理，具体热处理工艺、力学性能如表1及表2所示。金相组织如图1所示。可以看出：05Cr17Ni4Cu4Nb经固溶+稳定化+时效处理后各项力学性能均符合标准要求，且金相组织为回火马氏体。

表1 试验件固溶+稳定化+时效热处理工艺Table 1 Solid solution+ stabilization+aging heat treatment process of test pieces

表2 材料05Cr17Ni4Cu4Nb试验件热处理后力学性能Table 2 Mechanical properties of test piecesafter heat treatment

2.2 二次受热热处理

热处理力学性能和金相组织合格后将试验件按550℃、750℃、900℃三种不同温度进行了整体入炉再热处理，其工艺如表3所示。

2.3 二次受热热处理后力学性能及金相组织

05Cr17Ni4Cu4Nb试验件二次受热热处理后各试验件的力学性能如表4所示，金相组织如图2所示。

3 结论

(1)材料05Cr17Ni4Cu4Nb经过固溶+稳定化+时效处理，然后进行550℃二次受热热处理处理后，各项力学性能指标均合格且金相组织为回火马氏体。即05Cr17Ni4Cu4Nb二次受热温度不超过时效温度610℃或Ac1点670℃时，金相组织为回火马氏体，不会引起变化，各项力学性能指标均合格。

(a)试样1 (b)试样2图1 试验件热处理后的金相组织(500×)Figure 1 Metallographical structure of test piecesafter heat treatment (500×)

试样编号装炉温度℃保温温度℃保温时间min冷却方式1-1、1-22-1、2-23-1、3-3≤550≤750≤900550750900180180180空冷空冷空冷

表4 试验件二次受热热处理后力学性能Table 4 Mechanical properties of test pieces after heat treatment of secondary heating

(2)材料05Cr17Ni4Cu4Nb经过固溶+稳定化+时效处理，然后进行750℃二次受热热处理后，屈服强度明显降低70 MPa，约为10%，其它各项力学性能指标变化不大，金相组织为回火马氏体。

(a)试样1-12(b)试样2-12(c)试样3-12图2 试验件二次受热热处理后金相组织(500×)Figure 2 Metallographical structure of test piecesafter heat treatment of secondary heating (500×)

05Cr17Ni4Cu4Nb的Ac3点为740℃，稳定化温度为810℃，所以二次受热温度610～810℃时，已开始发生组织转变，屈服强度会降低约10%。

(3)材料05Cr17Ni4Cu4Nb经过固溶+稳定化+时效处理，然后进行900℃二次受热热处理后，力学性能发生变化且金相组织为奥氏体组织，原有金相组织已开始发生组织转变。即05Cr17Ni4Cu4Nb二次受热温度≥810℃时，各项力学性能发生变化，尤其断面收缩率严重下降。