新型多尺度碳氮化物强化马氏体耐热钢的稳定性

张文凤¹，邹爱成¹，刘运强¹，叶东¹，刘晓刚¹，严伟²

1. 桂林航天工业学院广西高校机器人与焊接技术重点实验室2. 中国科学院金属研究所

摘 要：提出了一种新型多尺度碳氮化物强化马氏体耐热钢的组织模型。首先,通过降C和去除Mo、B的成分设计原则,分别抑制M₂₃C₆长大动力学,进而降低其粗化速率;抑制（Fe,Cr）₂Mo型Laves相的形成,进而降低M₂X型Laves相的粗化速率;减少硼化物脆性相的生成等,以优化组织结构。其次,通过改进形变诱导析出+热处理的方法,最终获得尺度主要分布在50nm以下和100～200nm这两个范围内的形状多样的碳氮化物析出相。本工作研制的新型碳氮化物强化马氏体耐热钢由于含有多尺度碳氮化物的不同强化机制,基体位错密度提高,亚晶界强化作用增强。经650℃高温时效1 000h,其马氏体板条未发生明显变化,基体表现出优良的高温稳定性。同时与传统工艺制得的耐热钢相比,其初始强度基本不变,但随着高温时效时间的延长,其硬度降低较小,性能退化缓慢。

关键词：多尺度;碳氮化物强化;组织稳定性;马氏体耐热钢;长大动力学;粗化速率;