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1、回火溫度對塑料模具鋼X38CrMol6的腐蝕程度的影響ChristophLerchbacherl,SilviaZinner2andHaraldLeitnerl摘要:改良后的不銹鋼馬氏體鋸鋼X38CrMol6擁有良好的韌性、耐腐蝕性和耐磨性。這種鋼的典型的熱處理包括在更進一?步的回火工藝后的硬化處理?;鼗饡鸲挝龀鲈谏叩臏囟认碌膶μ岣哂捕群苡杏绊懙奶蓟铩⒌锖吞嫉衔?。實驗表明,腐蝕程度的變化通常會隨著這種鋼的回火溫度的變化范圍而變化。腐蝕程度在540°C時能達到一個最低值,直到溫度再次增加。為了對微觀結(jié)構(gòu)進行研究,將樣品在較短時間和溫度最低到達575°C的條件下進行了
2、測試。在該溫度下,值得注意的大約6mn大小范圍的貧鋸區(qū)能被原子探針斷層掃描裝置觀測。在這些區(qū)域,鋸濃度下降至10%。在耗盡區(qū),存在著在回火過程小形成的較少量的氮化物和大量的碳化物。這些地方的陽極區(qū)域的存在,可以通過TEM研究來證實。關(guān)鍵詞:馬氏體不銹鋼、冊料模具鋼、X38CrMol6>腐蝕、原子斷層探針1、介紹碩化馬氏體不銹鋼珞鋼主要用于塑料模具的應(yīng)用程序或壓鑄應(yīng)用屮?;瘜W(xué)腐蝕的塑料加工要求有特殊性能,例如高的耐腐蝕性,良好的韌性和碩度,耐磨性和良好的加工性能及拋光性能。這些屬性是由一成分穩(wěn)定的組合物、高純度和完善的熱處理工藝來得到的。后者色括在多步回火過程后的淬火后形成的奧氏體
3、化。破化會產(chǎn)牛一?個和對脆性的馬氏體紐織,它嵌入在不溶解于奧氏體和殘留有奧氏體含量的碳化物里?;鼗鹬饕獣瘃R氏體和二次硬化的松弛,而所要求的硬度可以通過回火溫度來控制。為了達到良好的硬度和韌性,典型的回火溫度范圍相當于在回火圖右邊的最大峰值處。然而,一些調(diào)查表明,馬氏體不銹鋼珞鋼的腐蝕行為強烈地依賴于冋火溫度即需硬度的選擇是由腐蝕性能限制的。在隨冋火溫度而變化的基體界面的貧鋸區(qū)會對這種鋼的腐蝕程度有影響C本次工作的n的是清楚的確定機制,并通過高分辨率技術(shù)證實對這種衰弱有影響的貧鋸區(qū)。2、實驗表1改良的數(shù)料模具鋼X38CrMol6的定義成分CSiMnCrMoNiNFewt%0.2
4、70.300.6514.501.000.85bal.at%1.230.580.6515.240.570.79+bal.表1屮列出了改良的塑料模具鋼X38CrMol6組合物,熱處理使用了軟件圓柱試樣演示,式樣長度為15mm,直徑為5mm并應(yīng)用了來自BahrThermoanalyse公司的淬火膨脹儀Dil805□試樣被實驗在1020°C屮大約30分鐘,之后,這種材料在設(shè)置的冷卻參數(shù)2為0.5(6m/s)下淬火,隨后,試樣分別在500、525、550、575和600°C下鋼化兩小吋。鹽霧實驗,浸泡腐蝕和點蝕電位已經(jīng)進行了測試,以評估屮的腐蝕行為。鹽霧實驗在DINENISO9227后,已
5、經(jīng)做了6小時。浸泡實驗要在20%的沸騰的乙酸屮停留24小時。點蝕電位已經(jīng)達到了當前的PlO^A/cm電流密度。用于腐蝕實驗的試樣已經(jīng)經(jīng)過了兩次兩小時的調(diào)和。TEM的調(diào)查已經(jīng)對TecnaiF20進行。試樣已經(jīng)被蝕刻劑A2拋光。從熱處理試樣屮,已經(jīng)截取了尺寸為0.3*0.3*15加加的條塊,用于原子探針樣品備置。頂端已經(jīng)被標準的兩步法電化學(xué)拋光程序備置好。測量已被使用的激光模式上的一個飛躍3000小吋CAMECA在60K溫度與0.6新澤西的激光脈沖能量進行。從CAMECA,探測體積的重建和數(shù)據(jù)集的評估已經(jīng)進行了與軟件包IVAS343。3、結(jié)論3.1耐腐蝕性圖1顯示了修改后的回火馬氏體
6、不銹鋼X38CrMol6圖。此外,顯示在有趣的回火溫度范圍的腐蝕屯位。該圖描繪的耐腐蝕性的崩潰在約540°C處c圖2a顯示溫度,B的鹽霧試驗結(jié)果的停留時間為6小吋的樣品冋火分別代表圖(圖1)屮最小值的540°C和600°Cc當樣品在較低的回火溫度吋,明顯的較高的化學(xué)反應(yīng)會發(fā)?!氵@種印象是由相應(yīng)的浸漬試驗結(jié)果證實,分別在540和60°C調(diào)質(zhì)條件下,顯示質(zhì)量損失率73和Mg/i^h的樣UMOTemperingtemperature「C]圖1冋火調(diào)杳x38crmo!6圖和相M的點蝕電位圖2在鹽霧試驗麻對試樣的冋火的腐蝕外觀a)540°C;b)600°Cb???二?八J??????,??
7、?????????????.???、??????…??r?"???????■????????圖3XD=D0.5淬火樣品的掃描電鉉[照片a);相應(yīng)的碳化物顯微可視化b)3.2微觀結(jié)構(gòu)高分辨率顯微鏡已經(jīng)被應(yīng)用,為了使回火溫度依賴性的腐蝕行為與回火過程)11的微觀組織演變相聯(lián)系。3.2.1淬火條件圖3a顯示了在淬火條件下的試樣的SEM微觀形狀的代表圖。尺寸大小為2納米的黑喑的球形顆粒能在馬氏體結(jié)構(gòu)屮發(fā)現(xiàn)。EDX分析結(jié)果顯示喑區(qū)相對應(yīng)的是鋸碳化物。為了獲得平均相部分,己經(jīng)對黑暗區(qū)域進行了