21-4N及21-4N（Nb，V）耐熱鋼高溫時效特性研究.pdf

1、5Cr21Mn9Ni4N(21-4N)是目前世界各國用來制造排氣門的主要鋼種，在汽車工業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用。使用前的組織狀態(tài)對排氣門的失效特性或服役性能有較大的影響，尤其基體中存在層狀組織會嚴(yán)重影響排氣門的高溫使用性能。值得注意的是由于排氣門是在高溫環(huán)境下工作(700-900℃)，室溫下無層狀析出的基體在高溫服役過程中可能發(fā)生分解，形成由(Y+M<,23>C<,6>+CrN)組成的層狀組織，甚至σ相。這種服役過程中產(chǎn)生的層狀組織同樣嚴(yán)重的影

2、響排氣門的高溫使用性能，是導(dǎo)致排氣門早期失效的主要原因之一。 為探討影響21-4N系排氣門用鋼組織穩(wěn)定性的主要因素，根據(jù)近年失效排氣門累計(jì)反饋，本文選擇標(biāo)準(zhǔn)牌號的21-4N鋼及改進(jìn)型21-4N(Nb,V)鋼(1＃和2＃樣品)、兩種不同原始組織狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)21-4N鋼(3＃和4＃樣品)進(jìn)行等溫時效處理，利用x射線衍射、掃描電鏡、金相顯微鏡等跟蹤觀察時效過程中組織結(jié)構(gòu)變化，并進(jìn)行定性及定量分析。利用透射電子顯微術(shù)觀察層狀組織的微觀形

3、態(tài)。對不同含量層狀組織的試樣進(jìn)行室溫及高溫力學(xué)性能進(jìn)行測定，并觀察其斷口形貌。綜合分析研究合金成分、原始組織狀態(tài)對21-4N系耐熱鋼組織穩(wěn)定性的影響。選擇典型的失效排氣門進(jìn)行分析驗(yàn)證基體組織穩(wěn)定性及其層狀組織對排氣門服役性能的影響。 論文主要研究結(jié)果如下： (1)Nb、V的加入提高了21-4N系耐熱鋼的組織穩(wěn)定性，改進(jìn)型21-4N(Nb,V)鋼在等溫時效過程中基體不易發(fā)生分解，形成少量的層狀組織。 (