低碳马氏体不锈钢又名超级马氏体不锈钢,具有出色的耐蚀性能,广泛用于油井管制造。它的成分中含有Fe-Cr-Ni-Mo,Cr的含量为13-16%,Ni为4-6%,Mo为0.5-2.5%,此外还有少量的C、P和S(C≤0.02,P、S≤0.03)。为进一步提高该不锈钢的强度和局部耐蚀性,常对其进行调质。针对经过淬火和回火的13%Cr-5%Ni-0.02%C马氏体不锈钢(Mo、N含量不等),通过添加Nb, 研究 其微观组织、力学性能和点蚀性能的变化。通过电子背散射衍射、穿透式电子显微镜和X射线衍射,观察大角晶界的微观组织、密度与弥散、纳米级沉淀以及残留奥氏体对该不锈钢性能的影响。结果显示,将13%Cr-5%Ni-1-2%Mo-0.02%C钢中的N含量降至0.01%并添加0.1%的Nb,可减少富Cr沉淀,因为Nb与残留的C和N结合形成碳氮化物,抑制Cr2N和Cr23C6生成。在热处理过程中通过Nb调质可细化奥氏体晶粒。但如果N含量较高,那么尽管添加了微量合金,仍会产生富Cr沉淀。在高温下也会出现NbN,作为粗粒沉淀在后续回火过程中形核的基底,影响金属韧性。在低间隙超级马氏体不锈钢中添加Nb可减缓逆转变奥氏体生成,催生纳米级沉淀(5至15纳米),显著提高金属强度。更重要的是,随着Nb的添加,富Cr沉淀得到抑制,金属的耐点蚀性也随之增强。
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