FV520B鋼是英國Firth一Vickers材料研究室研究開發(fā)的一種沉淀硬化不銹鋼，是在原Fv520鋼的基礎(chǔ)上研制出的新型馬氏體沉淀硬化不銹鋼。

具有優(yōu)良的耐蝕性能和焊接性能。

主要應(yīng)用于制造齒輪、螺栓、軸、輪盤、葉片、轉(zhuǎn)子和泵件等。

該鋼種具有較強(qiáng)的裂紋敏感性，如果鍛后退火制度不合適，鍛件極易發(fā)生炸裂，對(duì)工廠造成巨大損失。

因此，在實(shí)際應(yīng)用過程中，了解冷卻速度與馬氏體轉(zhuǎn)變量、馬氏體的組織形態(tài)的關(guān)系是合理制定熱處理制度的關(guān)鍵。

1試驗(yàn)材料及方法試驗(yàn)材料試驗(yàn)用FV520B鋼先由電爐冶煉，再經(jīng)電渣重熔，化學(xué)成分。

表l試驗(yàn)用FV520B鋼化學(xué)成分(wt%)元素Mn 515 CrNb Cu0 .020 0.30 0.15 13.0 1.30 5.0() 0.25 1.30標(biāo)準(zhǔn)要求蕊0 .030簇0 .0250內(nèi)j只U氣︸試樣0700551 .000 .720 .700 .440 .0260 .00514.5 1 .8014.14 1.430 .450 .32

試驗(yàn)用FV520B試樣是從退火出爐的FV520B餅型鍛件上切取得的。

其原鍛后退火工藝為:1 070℃正火+650℃退火。

（1）試驗(yàn)方法為檢驗(yàn)Fv520B組織和硬度隨加熱溫度、冷卻速度的變化規(guī)律。

（2）試驗(yàn)結(jié)果及討論從硬度檢驗(yàn)結(jié)果看:空冷和水冷的硬度相當(dāng)，比原始狀態(tài)略硬，1 050℃保溫50min空冷后再不同溫度回火，隨著回火溫度的升高硬度逐漸降低，到630℃硬度低于空冷和水冷的硬度，580℃之前高于空冷和水冷的硬度。表2試驗(yàn)方法編號(hào)熱處理制度0原始狀態(tài)1 1050℃保溫50min水冷2 1050℃保溫50min空冷

（3）FV520B,1050℃保溫50min轉(zhuǎn)560℃保溫25h空冷4 1050℃保溫50min轉(zhuǎn)580℃保溫25h空冷5 1050℃保溫50min空冷+550℃保溫4h空冷6 1050℃保溫50min空冷+580℃保溫4h空冷7 1050℃保溫50min空冷+630℃保溫4h空冷表3試驗(yàn)結(jié)果編號(hào)硬度HB組織形態(tài)0 3061 3253172 3313253 3314 3355 350 350 3546 343 345 3417 288 286 293

馬氏體+保持馬氏體方向性的回火組織馬氏體馬氏體馬氏體馬氏體回火馬氏體回火馬氏體保持馬氏體方向性的回火組織十白色組織

從組織觀察看:原始狀態(tài)下白色組織應(yīng)為馬氏體，部分黑色組織可能是回火組織。1 050℃50min轉(zhuǎn)560℃、580℃保溫25h空冷處理和正火、淬火的組織均為馬氏體，硬度相當(dāng)，保溫25h后沒有發(fā)生由奧氏體到鐵素體+碳化物的轉(zhuǎn)變。

1050℃正火處理后在不同溫度回火，在580℃之前，隨回火溫度的升高，碳化物的析出量逐漸增加，依然保持馬氏體組織形態(tài)。630℃后組織又出現(xiàn)兩種顏色，灰色為典型的保持馬氏體方向性的回火組織，白色組織可能是重新相變形成的馬氏體或馬氏體逆變形成的殘余奧氏體。

從組織和硬度的變化規(guī)律及資料介紹，估計(jì)相變點(diǎn)應(yīng)該在580℃一630℃之間。從大生產(chǎn)和保溫25h試驗(yàn)的組織和硬度的檢驗(yàn)結(jié)果看，此鋼的奧氏體到鐵素體十碳化物的轉(zhuǎn)變可能不存在或被強(qiáng)烈的后移。

（4）工藝調(diào)整根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果，為避免大規(guī)格FV520B餅型鍛件炸裂現(xiàn)象的產(chǎn)生，將鍛后熱處理工藝調(diào)整為:1 070℃正火+570℃退火。

FV520B鍛打鍛煉 結(jié)語：

(l)FV520B大規(guī)格餅型鍛件按修改后的鍛后熱處理工藝進(jìn)行退火后，無炸裂現(xiàn)象。

(2)該鋼的相變點(diǎn)應(yīng)該在580℃一630℃之間。

(3)從奧氏體到鐵素體+碳化物的轉(zhuǎn)變可能不存在或被無限的后移。大規(guī)格FV520B餅型鍛件退火工藝.

FV520B焊接接頭的疲勞性能的評(píng)估是工業(yè)裝備和機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)及安全性評(píng)定過程中的必要環(huán)節(jié)。

焊接工藝可能在焊接構(gòu)件中引入焊接雜質(zhì)、未焊透、未熔合、焊瘤、焊接裂紋等金屬不連續(xù)、不致密或連續(xù)不良的現(xiàn)象,導(dǎo)致焊接接頭的局部組織和力學(xué)性能極不均勻,引起接頭局部高度的應(yīng)力集中,所以即使在較低的交變應(yīng)力水平作用下,焊接構(gòu)件或焊接結(jié)構(gòu)依然會(huì)發(fā)生疲勞斷裂[1]。

FV520B不銹鋼是英國Firth-Vichers材料研究所在原有FV520不銹鋼的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新型的低碳馬氏體沉淀硬化不銹鋼,具有易于加工、強(qiáng)度高,韌性良好,耐腐蝕性優(yōu)良和可焊性能好等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于齒輪、軸、葉片、轉(zhuǎn)子、泵件等工業(yè)場(chǎng)合[2,3]。

FV520B鋼的強(qiáng)度、塑性和韌性等力學(xué)性能對(duì)熱處理工藝特別敏感,樊俊鈴等[4]

通過對(duì)固溶+調(diào)整+時(shí)效熱處理前后FV520B不銹鋼微觀組織的研究發(fā)現(xiàn),熱處理后FV520B鋼的板條馬氏體組織細(xì)小均勻,這增加了晶粒數(shù)目,增大了晶界面積,加之基體中均勻彌散分布的第二相顆粒,使得固溶+調(diào)整+時(shí)效處理后FV520B鋼的抗拉伸性能和抗疲勞性能均得到了明顯的提高。焊接工藝往往會(huì)在焊接構(gòu)件中引入較大的殘余應(yīng)力,極大地降低了焊接構(gòu)件的力學(xué)性能,[5]

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)焊后固溶化能消除焊接高溫引起的殘余應(yīng)力,改善FV520B鋼接頭的微觀組織和力學(xué)性能。[6]

通過有限元建模分析、傳統(tǒng)疲勞實(shí)驗(yàn)與熱像法疲勞實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究了大型離心壓縮機(jī)焊接葉輪材料的疲勞性能,為葉輪設(shè)計(jì)提供了一些必要的參考數(shù)據(jù)。