二次固溶对1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢组织及力学性能的影响

马氏体沉淀硬化不锈钢以1948年美国Armco钢公司发明的17-4PH不锈钢为代表，是一种高强、高韧不锈钢，其通过相变强化和沉淀硬化的方式来强化材料的性能。马氏体沉淀硬化不锈钢以其优异的性能被广泛应用在高端制造领域。1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢是一种我国自主研发，较17-4PH性能更加优异的新型沉淀硬化不锈钢，可用于制造驱动机构重要部件等。

二次固溶热处理工艺可改变晶界性质，促进晶界碳化物析出，有利于1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢强韧性的改善。本工作尝试利用二次固溶工艺对试验钢进行热处理，着重研究二次固溶对该钢的组织和力学性能的影响，以期获得更好的力学性能，为工业生产提供参考和理论依据。

试验1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢由某公司提供，采用真空感应+电渣重熔工艺冶炼，钢锭经过均匀化扩散退火，锻造开坯后轧制成Φ50mm的棒材，终轧温度≤900℃。试验钢的主要化学成分见表1。

表1试验钢的化学成分（质量分数，%）

CSiMnSPCrNiMoCuWVN

0.170.140.800.0016＜0.00515.433.431.431.450.820.380.095

表2试验钢的热处理工艺

固溶处理冷处理+时效

1100℃×1h，油冷+1020℃×1h，油冷-192℃×2h+480℃×2h，空冷

1100℃×1h，油冷+1070℃×1h，油冷

1020℃×1h，油冷

1070℃×1h，油冷

在试验钢棒材1/2半径处沿纵向取样并进行热处理，试验的热处理工艺见表2。在WE-300B型拉伸试验机上进行室温拉伸性能测试。采用氯化铁+氯化铜+盐酸+酒精溶液进行腐蚀，在日立S4300扫描电镜下观察试验钢的显微组织和拉伸断口形貌。TEM试样制成40μm厚，直径为Φ3mm的小圆片，经6%高氯酸-冰醋酸溶液进行双喷，在H-800透射电子显微镜下进行观察。结果表明：

（1）相同固溶温度，一次固溶制度下1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢的强度和塑性均比二次固溶制度下的强度和塑性高，随固溶温度的升高，两种固溶制度下相应力学性能的差值减小。

（2）二次固溶改变了试验钢中M23C6的分布，M23C6沿原奥氏体晶界连续分布，随固溶温度的升高，两种固溶制度下M23C6析出量均减少。

（3）二次固溶时，沿晶界分布的M23C6成为裂纹源导致沿晶断裂，塑性很低，随着二次固溶温度的升高，试验钢的塑性得到明显改善。