铜含量对 303 易切削钢中硫化物形貌及力学性能的影响

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【作  者】王英虎，王婀娜，蔡晓文
【刊  名】 金属热处理
【出版日期】 2024-06-06
【期  号】2024年 第49卷 第5期
【作者单位】
1． 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司
2． 海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室
3． 北京科技大学 国家材料服役安全科学中心
【关键词】Thermal-Calc 软件; 铜含量; 303 易切削钢; MnS 形貌; 力学性能
【参考文献格式】
王英虎，王婀娜，蔡晓文.铜含量对 303 易切削钢中硫化物形貌及力学性能的影响[J].金属热处理，2024，49( 5) : 29-35．
【摘 要】 303、303Cu 奥氏体易切削不锈钢为研究对象，采用 Thermal-Calc 热力学计算软件、扫描电镜、Phenom Partical X 扫描电镜-能谱仪等研究了铜含量对硫化物形貌和力学性能的影响。结果表明，铸态 303 钢中长宽比≤3 的硫化物占比为 94.75% ，而铸态303Cu 钢中长宽比≤3 的硫化物占比为 88.37% ，硫化物主要呈球形、椭球形、纺锤形或短棒状并以簇状沿晶界分布，属于第 II 类硫化物。锻态试验钢中的硫化物沿着锻造变形方向伸长，长宽比增大，尺寸增大，单位面积中的数量减少。Thermal-Calc 软件计算得出，随着铜含量增加，硫化物的析出温度升高，析出量增加。铜的加入还会使 CuS 析出，降低材料的力学性能。锻态 303Cu 钢的抗拉强度为 582.5 MPa，屈服强度为 363.7 MPa，冲击吸收能量为 62.1 J，而锻态 303 钢的抗拉强度为 821.9 MPa，屈服强度为 410.4 MPa，冲击吸收能量为 147.5 J，锻态 303 钢具有更加优异的综合力学性能。锻态试验钢的拉伸性能和冲击性能与铸态相比均有明显改善，锻造变形有助于 303、303Cu 奥氏体易切削不锈钢力学性能的提高。