高锰低镍不锈钢的热处理工艺

近年来，随着我国经济的快速发展，无锡不锈钢的需求量持续增加，旺盛的需求拉动了无锡不锈钢产能的快速扩大。但同时，我国是一个缺少镍、铬资源的国家，所以研制生产节镍经济型不锈钢有着重要意义。1Mn5Cr10NiMo钢属于Mn代Ni的低镍马氏体不锈钢，该钢可以在耐腐蚀性要求不太高的领域使用。对该钢的热处理工艺、硬度、组织进行较为系统的研究，对其后期加工、使用具有重要指导意义。

试验用钢为经电炉冶炼+VOD+炉外精炼工艺冶炼铸锭后进行轧制、冷拔所获得的1Mn5Cr10NiMo钢棒，直径Φ46mm，经过退火后组织为回火马氏体，退火工艺820℃×20h炉冷，硬度360～385HB，其化学成分见表1。正常的高温退火后，该钢硬度很高，对后期的切削加工造成很大困难。

对冷拔退火棒材取样进行淬火-回火处理，研究其硬度、组织及力学性能变化，具体工艺如下：①选取9组试样分别在1050～350℃选取9个温度点保温1h后淬火，通过其硬度变化及组织变化，大致确定其临界相变温度。②由①步确定的临界相变温度，选取5组试样在960℃保温1h后空冷，分别在750～580℃下保温2h后随炉冷却做回火处理，研究其硬度变化及力学性能。

结果表明：

（1）1Mn5Cr10NiMo钢的Ar1在750℃左右，Ar3在900℃，考虑到过热度的影响，与亚共析合金钢的临界温度计算式所得计算结果基本吻合，Ar1、Ar3比Ac1、Ac3低近20℃。

（2）回火时，高温段（＞630℃）有二次硬化现象，随回火温度的增高硬度增大，二次硬化主要是由于析出碳化物的弥散强化，使钢材强度得到提高的同时，硬度也随之增大。

（3）从抗拉强度、冲击性能综合考虑，690℃附近回火具有最高的强度、冲击性能，硬度约302HBW。低于600℃的回火件有发生脆断的风险，所以回火温度应在600℃以上。