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深冷处理后0Cr17Mn17Mo3NiN奥氏体不锈钢的低温冲击性能
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超导应用等需要低温技术领域的发展，促使了低温结构材料的研究。这类低温结构材料应具有高的屈服强度、良好的低温韧性、无磁性、良好的组织稳定性等性能。奥氏体不锈钢无磁性，且焊接性能良好…
超导应用等需要低温技术领域的发展，促使了低温结构材料的研究。这类低温结构材料应具有高的屈服强度、良好的低温韧性、无磁性、良好的组织稳定性等性能。奥氏体不锈钢无磁性，且焊接性能良好，是目前低温结构材料的首要选择，其使用量与日俱增。
有课题组前期研究设计了氮含量为0.6%的0Cr17Mn17Mo3NiN奥氏体不锈钢，此钢具有优良的常温力学性能和耐腐蚀性能，但是还未对其低温性能进行研究。为此，科研人员研究了该钢的低温冲击性能以及经深冷处理后的常温（20℃）冲击性能，观察了其断口形貌和组织，分析了其断裂机理。
试验用0Cr17Mn17Mo3NiN奥氏体不锈钢的化学成分为（质量分数，%）：C0.036，Si0.170，Mn16.600，P0.020，S0.015，Cr17.370，Mo2.610，Ni1.220，N0.614，Fe余量。该钢采用真空熔炼后，在SXZ-10-13型箱式电阻炉中进行固溶处理，固溶工艺为1050℃×1h水冷。
根据GB/T 229-2007，在试验钢上截取标准V型夏比冲击试样，在ZBC 2302-C型金属摆锤冲击试验机上进行冲击试验，试验温度分别为20，-50，-80，-110，-150，-196℃，根据表1中的参数对试样进行深冷处理，先将试样在液氮中保温一定时间，然后取出，在空气中放至室温，如此循环不同次数后，再在20℃进行冲击试验，测试设备和测试参数同前。
表1 深冷处理工艺参数
编号 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# |
保温时间/h | 3 | 3 | 3 | 6 | 6 | 6 |
处理次数/次 | 1 | 5 | 20 | 1 | 5 | 20 |
用JSM-7001F型扫描电镜（SEM）观察冲击断口形貌。在冲击断口附近截取金相试样，经打磨、抛光后，用王水腐蚀，利用DM2500M型透反射光学显微镜观察其显微组织，用D/MAX2005FC型X射线衍射仪分析物相组成；用JEM-2100型透射电子显微镜对断口附近的微观结构进行分析。结果表明：
（1）未经深冷处理试验钢的冲击功随着冲击试验温度的降低而减小，断裂方式由韧性断裂逐渐变为脆性断裂，其韧脆转变温度约为-122℃。
（2）深冷处理能显著提高试验钢的20℃冲击功，延长深冷处理时间和增加深冷次数对其冲击功影响不大，深冷处理后试验钢的20℃冲击断裂方式为韧性断裂。
（3）试验钢在低温的组织稳定性好，低温冲击和深冷处理后均未发现马氏体生成和氮化物的析出。
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