合金元素Ti及热处理工艺对0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢组织及性能的影响
0Cr18Ni10Ti为铬镍奥氏体不锈钢，这类钢种具有优异的耐腐蚀性，综合力学性能良好，同时由于其工艺性能和焊接性能优良，在化工及轻工领域得到广泛的应用。在奥氏体不锈钢的发展中，常采用Ti替代C以降低晶间腐蚀，特别是敏化态晶间腐蚀。同时Ti作为合金元素可以有效改善奥氏体不锈钢晶粒尺寸和力学性能。科研人员主要研究了Ti含量与晶粒大小相互关系以及在不同热处理条件下，Ti含量对晶粒尺寸及力学性能的影响规律，确定最佳的Ti含量以及热处理工艺。
试验钢采用50kg真空感应炉冶炼，铸锭经1150℃保温开坯后，锻成40mm厚板坯，再经热轧成13mm厚板材作为试验用料。试验钢的化学成分如表1所示。
表1 试验钢的化学成分（质量分数，%）
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编号 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Cr |
Ni |
Ti |
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T1 |
0.053 |
0.51 |
1.17 |
0.0053 |
0.0049 |
17.94 |
10.34 |
0.24 |
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T2 |
0.055 |
0.52 |
1.17 |
0.0041 |
0.0039 |
17.85 |
10.30 |
0.33 |
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T3 |
0.055 |
0.59 |
1.19 |
0.0060 |
0.0037 |
17.74 |
9.98 |
0.40 |
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T4 |
0.050 |
0.52 |
1.12 |
0.0039 |
0.0035 |
17.90 |
10.49 |
0.61 |
对试验钢主要采用固溶处理，研究经不同温度和时间固溶处理后试验钢的性能变化规律。将热处理后的试验钢按照GB/T228.1-2010标准制成拉伸试棒，测试其拉伸力学性能。采用MEF4M型光学显微镜观察组织形貌。试验结果表明：
（1）在一定范围内，随着Ti含量增加，钉扎在晶界处的Ti（CN）含量增多，抑制了晶粒的长大，可以有效控制晶粒尺寸，提高钢的力学性能，最佳Ti含量控制在0.4%。
（2）随着固溶温度升高，低于1050℃时钢的强度较高，温度在1050～1100℃区间，强度出现明显的降低。固溶温度继续升高，强度继续降低，但塑韧性有所提高。从力学性能考虑，固溶温度应控制在1050℃以内。
（3）试验钢在1050℃以上保温，钉扎在晶界处的第二相逐渐溶解于基体中，对晶界的钉扎效果减弱，晶粒严重长大。为避免晶粒粗大，最佳固溶温度为1050℃。