本发明专利技术的目的在于提供一种新型马氏体时效不锈钢1Cr14Co13Mo5，其特征在于，所述马氏体时效不锈钢为1Cr14Co13Mo5，其组成及重量百分比为：Cr：12.8‑15.2，Co：12‑14.5，Mo：4.0‑5.5，Ni：0.5‑2，C：0.13‑0.19，Mn：≤0.20，Nb：0.2‑0.3，Ti：0.2‑0.3，P：≤0.02，S：≤0.01，Si：≤0.20，O≤0.005，N≤0.02，Fe余量。实验表明，该合金抗拉强度达1900Mpa，冲击韧性ak60J/cm2，硬度HRC50，强韧性配合良好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合金领域，特别提供一种强韧性配合良好的新型马氏体时效不锈钢1Cr14Co13Mo5。
技术介绍
马氏体时效不锈钢因其具有良好的强韧性与耐蚀性,广泛的应用在航空、航天、核技术、舰船、先进机械制造等高科技领域的承力耐蚀(或高温)部件。该钢种采用低碳马氏体相变强化和时效强化效应叠加的手段使钢具有超高的强度的同时，还具有优异的综合性能。从20世纪70年代以来，马氏体时效不锈钢从合金成分设计、冶炼工艺到强度级别都上升了一个新的水平，特别是1997年Martin等申请了马氏体时效不锈钢Custom465专利，将强度级别从1600MPa推向了1800Mpa。我国在2002年～2005年期间成功设计并研制出新型的超低碳马氏体时效不锈钢F863，该钢是国内自主研发并具有自主知识产权的Cr-Ni-Co-Mo系马氏体时效不锈钢，其强度达到1940Mpa的水平[4]。但当前的马氏体时效不锈钢的发展也面临着一个突出的问题，强韧性配合不够优异，如何在保证马氏体时效不锈钢高强度的同时，提高韧性指标就有了重要的理论意义和应用价值。本专利技术提供了一种具有良好的耐蚀性和强韧性配合的新型马氏体时效不锈钢1Cr14Co13Mo5。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型马氏体时效不锈钢1Cr14Co13Mo5，实验表明，该合金抗拉强度达1900Mpa，冲击韧性ak60J/cm2，硬度HRC50，强韧性配合良好。本专利技术具体提供了一种马氏体时效不锈钢，其特征在于，所述马氏体时效不锈钢为1Cr14Co13Mo5，其组成及重量百分比为：Cr：12.8-15.2，Co：12-14.5，Mo：4.0-5.5，Ni：0.5-2，C：0.13-0.19，Mn：≤0.20，Nb：0.2-0.3，Ti：0.2-0.3，P：≤0.02，S：≤0.01，Si：≤0.20，O≤0.005，N≤0.02，Fe余量。作为优选的方案，所述马氏体时效不锈钢的组成及重量百分比为：Cr：13.0-15.0，Co：12-14，Mo：4.0-5.5，Ni：0.5-1，C：0.13-0.19，Mn：≤0.20，Nb：0.2-0.3，Ti：0.2-0.3，P：≤0.02，S：≤0.01，Si：≤0.20，O≤0.005，N≤0.02，Fe余量。本专利技术还提供了所述马氏体时效不锈钢的制备方法，其特征在于：将原料放入真空感应炉内熔炼，所得钢锭在1050℃～1150℃下开锻，终锻温度为880℃～920℃；锻件在850℃～870℃下退火保温2～3h；1050℃～1150℃下固溶处理40min～90min，水冷，然后进行深冷处理，最后在500℃～600℃下时效处理两次，每次保温1～2h。其中，所述固溶处理优选为1100℃～1150℃下保温50min～80min，水冷，冷却速度优选在2min内冷却至室温。所述深冷处理为采用液氮+酒精的混合溶液在-78℃下进行深冷处理，优选使不锈钢在5min内冷却至-78℃。所述时效处理优选为540℃下时效处理两次，每次保温2h。附图说明图1不同温度固溶处理后试样钢的晶粒状态(其中，a、1000℃，b、1050℃，c、1100℃，d、1150℃)。图2固溶温度对实验钢晶粒尺寸的影响。图3试样在不同温度固溶处理后的微观金相组织图(其中，a、1000℃，b、1050℃，c、1100℃，d、1150℃)。图4固溶温度对残余奥氏体量的影响。图5 1000℃×1h、1050℃×1h固溶处理深冷后析出物的SEM形貌。图6 1000℃固溶处理后基体的能谱分析。图7 1000℃固溶处理后析出物的能谱分析。图8固溶温度对试样硬度的影响。图9固溶温度对试样抗拉强度以及屈服强度的影响。图10固溶温度对试样延伸率以及断面收缩率的影响。图11固溶温度对试样冲击韧性的影响。图12不同温度时效处理后的金相组织(其中，a、520℃，b、540℃，c、560℃，d、580℃)。图13 1100℃固溶深冷+540℃时效两次后的析出相形貌图。图14 1100℃固溶深冷后不同时效温度对试样硬度的影响。图15 1100℃固溶深冷后不同时效温度对试样抗拉强度的影响。图16 1100℃固溶深冷后不同时效温度对试样延伸率的影响。图17 1100℃固溶深冷后不同时效温度对试样冲击韧性的影响。具体实施方式本专利技术各种热处理制度下的金相试样，经研磨抛光后，采用苦味酸+盐酸+酒精的混合溶液腐蚀，并用Axio Observer ZIm金相光学显微镜观察晶粒组织，采用截线法测算固溶态合金晶粒大小，并用INSPECT F50型场发射扫描电镜下观察组织结构，SEM像包括一般的二次电子像和背散射电子(BSE)像。用Tecnai G2F20型透射电镜对钢中的析出相进行观察和分析，TEM样品采用双喷电解减薄工艺制备,双喷液为10％HClO4+90％C2H5OH(体积分数)。相鉴定采用TEM选区电子衍射(SAED)和SEM上配置的能谱仪(EDS)相结合的方式进行。采用D/Max2500PC型Cu靶X射线衍射仪(XRD)测量实验钢经过固溶处理后的残余奥氏体量。在力学性能测试中，拉伸试样和冲击试样分别为GB/T228-2002和GB/T229-1994标准试样，拉伸试样标距段长度为25mm,直径为5mm，冲击试样尺寸为10mm×10mm×55mm。用洛氏硬度计测试马氏体时效不锈钢热处理后的硬度，试样经粗磨后细磨，使上、下两表面平行并且粗糙度高于0.8，每个试样至少测三个点(当所测点的硬度值相差较大时，应多测几个点)，取平均值。实施例1试样的制备：选用高纯Fe，电解Ni、Co，高纯Mo、V、Nb、Si、Mn等原料，采用超高真空感应炉熔炼25kg的钢锭，试样钢成分如表1所示。钢锭在1100℃±10℃开锻，终锻温度为900℃±10℃，锻成Φ40mm的棒材，锻件锻后在24h内进行退火处理，在860℃±10℃退火保温2-3小时， 炉冷备用。表1实施例不锈钢化学成分(质量百分比％)实施例2固溶处理：取试样1不锈钢进行固溶处理，分别在1000℃、1050℃、1100℃、1150℃下保温1小时，水冷至室温，之后进行深冷处理(液氮+酒精的混合溶液-78℃)，其晶粒组织状态如图1所示。由图1可见，在不同温度下固溶处理后晶粒都为等轴晶，对不同温度处理的晶粒度进行测量，如图2所示，随着固溶温度的提高，晶粒增大，由35um增加到65um，无异常长大的现象。随着固溶温度的提高，晶界和晶粒内的未溶解物质逐渐减少，加速奥氏体的形成和均匀化过程，对形成 奥氏体是有利的。图3中(a)～(d)分别为试样钢在1000℃，1050℃，1100℃，1150℃不同温度固溶处理后的微观金相组织，试样钢经固溶深冷后的基体组织均为板条马氏体，晶界上和晶粒内含有一定量的残余奥氏体，在1000℃和1050℃固溶时，在晶界处还有析出物产生。随着固溶温度的提高，残余奥氏体的含量逐渐增多，当固溶温度升高到1150℃时，可看到在晶界处有比较大量的成不规则块状的残余奥氏体。根据X射线衍射原理，利用D/Max2500PC型X射线衍射仪，依据国家标准《YBT5338-2006钢中残余奥氏体定量测量X射线衍射依法》，计算得不同温度固溶处理后的残余奥氏体量，如图4所示。从图5的(a)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种马氏体时效不锈钢，其特征在于，所述马氏体时效不锈钢为1Cr14Co13Mo5，其组成及重量百分比为：Cr：12.8‑15.2，Co：12‑14.5，Mo：4.0‑5.5，Ni：0.5‑2，C：0.13‑0.19，Mn：≤0.20，Nb：0.2‑0.3，Ti：0.2‑0.3，P：≤0.02，S：≤0.01，Si：≤0.20，O≤0.005，N≤0.02，Fe余量。
【技术特征摘要】
1.一种马氏体时效不锈钢，其特征在于，所述马氏体时效不锈钢为1Cr14Co13Mo5，其组成及重量百分比为：Cr：12.8-15.2，Co：12-14.5，Mo：4.0-5.5，Ni：0.5-2，C：0.13-0.19，Mn：≤0.20，Nb：0.2-0.3，Ti：0.2-0.3，P：≤0.02，S：≤0.01，Si：≤0.20，O≤0.005，N≤0.02，Fe余量。2.按照权利要求1所述马氏体时效不锈钢，其特征在于，所述马氏体时效不锈钢的组成及重量百分比为：Cr：13.0-15.0，Co：12-14，Mo：4.0-5.5，Ni：0.5-1，C：0.13-0.19，Mn：≤0.20，Nb：0.2-0.3，Ti：0.2-0.3，P：≤0.02，S：≤0.01，Si：≤0.20，O≤0.005，N≤0.02，Fe余量。3.一种权利要求1所述马氏体时效不锈钢的制备方法，其特征在于：将原料放入真空感应炉内熔炼，所得钢锭在1...
【专利技术属性】
技术研发人员：都祥元，孔凡亚，徐殿鑫，李红军，郭诚，陈雅文，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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