工程科学学报，第38卷，第9期：1264-1269,2016年9月 Chinese Journal of Engineering,Vol.38,No.9:1264-1269,September 2016 D0l:10.13374/j.issn2095-9389.2016.09.010:http://journals.ustb.edu.cn 高碳马氏体不锈钢8Cr13MoV钢铸态组织及碳化物 于文涛四，李晶，史成斌，朱勤天，宋惠东，石昌民 北京科技大学钢铁治金新技术国家重点实验室，北京100083 ☒通信作者，E-mail:ywt82@163.com 摘要利用Thermo-Calc软件对8Crl3MoV马氏体不锈钢的凝固过程进行计算，利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射 线衍射分析仪对铸态组织和碳化物形貌以及类型进行观察与分析，利用Gleeble热模拟试验机测定材料的静态连续冷却转变 曲线.结果表明，8C13MoV在平衡凝固条件下组织为铁素体和MaC,型碳化物，而在实际的凝固条件下，组织为铁素体、马氏 体、残余奥氏体、M,C,型和M,C6型碳化物，由于偏析导致最终组织中碳化物以M,C,型为主，少量MC6以薄片或树枝状分布 在晶界上.由于较高的C和C含量，以0.1℃·s的冷却速率冷却时，奥氏体也会发生马氏体转变. 关键词马氏体不锈钢：显微组织：碳化物：凝固 分类号TG142.71 Microstructure and carbides of as-cast high carbon martensitic stainless steel 8Cr13MoV YU Wen-tao,LI Jing,SHI Cheng-bin,ZHU Qin-tian,SONG Hui-dong,SHI Chang-min State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:ywt82@163.com ABSTRACT The solidification process of 8Cr13MoV martensitic stainless steel was calculated by using Thermo-Calc software.The solidification microstructure,morphology and type of carbides were analyzed by optical microscopy,scanning electron microscopy and X-ray diffraction.The static continuous cooling transformation curve was measured by Gleeble thermal simulator.The results indicate that the microstructure of 8Cr13MoV includes ferrite and MaC under the equalized solidification condition,while ferrite,martensite, retained austenite,M,C and MaC in the practical solidification condition.The main carbides are MC,and a small number of Ma C with lamellar or dendritic morphology distribute on the grain boundaries,which can be attributed to element segregation.Because of high C and Cr contents,austenite can transform to martensite at a cooling rate of 0.IC.s. KEY WORDS martensitic stainless steel;microstructure:carbides;solidification 8Crl3MoV钢是近年开发的一种新型马氏体不锈 物的相成分、类型等对进一步掌握该钢种的强化机制， 钢，其具有硬度高和耐磨性好的优点，多应用于精 改善马氏体不锈钢的综合力学性能，具有十分重要的 密弹性储能元件、剃须刀片和高档医用刀剪材料B. 意义·本文主要研究该钢中各析出相的析出规律，为 由于该钢碳及铬元素含量较高，铬又是强碳化物形成 这类材料进一步研究提供必要的理论支持. 元素，在凝固过程中会析出大量的碳化物，碳化物在组 织中可以起到析出强化的作用，可以有效地提高基体 1实验材料与方法 硬度和耐磨性5，但如果控制不佳也会造成材料的 1.1实验材料 综合力学性能恶化®@，所以掌握该钢种中碳化物类 实验材料为真空感应炉治炼的8Cr13MoV,浇注到 型和析出规律尤为重要.可见，研究8Cl3MoV中碳化 铸铁模中，浇注温度为1520℃，直接空冷.采用Agilent 收稿日期：2015一11-20工程科学学报，第 38 卷，第 9 期: 1264--1269，2016 年 9 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 38，No． 9: 1264--1269，September 2016 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2016． 09． 010; http: / /journals． ustb． edu． cn 高碳马氏体不锈钢 8Cr13MoV 钢铸态组织及碳化物 于文涛，李 晶，史成斌，朱勤天，宋惠东，石昌民 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083  通信作者，E-mail: ywt82@ 163． com 摘 要 利用 Thermo--Calc 软件对 8Cr13MoV 马氏体不锈钢的凝固过程进行计算，利用光学显微镜、扫描电子显微镜和 X 射 线衍射分析仪对铸态组织和碳化物形貌以及类型进行观察与分析，利用 Gleeble 热模拟试验机测定材料的静态连续冷却转变 曲线． 结果表明，8Cr13MoV 在平衡凝固条件下组织为铁素体和 M23C6型碳化物，而在实际的凝固条件下，组织为铁素体、马氏 体、残余奥氏体、M7C3型和 M23C6型碳化物，由于偏析导致最终组织中碳化物以 M7C3型为主，少量 M23C6以薄片或树枝状分布 在晶界上． 由于较高的 C 和 Cr 含量，以 0. 1 ℃·s － 1 的冷却速率冷却时，奥氏体也会发生马氏体转变． 关键词 马氏体不锈钢; 显微组织; 碳化物; 凝固 分类号 TG142. 71 Microstructure and carbides of as-cast high carbon martensitic stainless steel 8Cr13MoV YU Wen-tao ，LI Jing，SHI Cheng-bin，ZHU Qin-tian，SONG Hui-dong，SHI Chang-min State Key Laboratory of Advanced Metallurgy，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China  Corresponding author，E-mail: ywt82@ 163． com ABSTＲACT The solidification process of 8Cr13MoV martensitic stainless steel was calculated by using Thermo-Calc software． The solidification microstructure，morphology and type of carbides were analyzed by optical microscopy，scanning electron microscopy and X-ray diffraction． The static continuous cooling transformation curve was measured by Gleeble thermal simulator． The results indicate that the microstructure of 8Cr13MoV includes ferrite and M23C6 under the equalized solidification condition，while ferrite，martensite， retained austenite，M7C3 and M23C6 in the practical solidification condition． The main carbides are M7C3，and a small number of M23 C6 with lamellar or dendritic morphology distribute on the grain boundaries，which can be attributed to element segregation． Because of high C and Cr contents，austenite can transform to martensite at a cooling rate of 0. 1 ℃·s － 1 ． KEY WOＲDS martensitic stainless steel; microstructure; carbides; solidification 收稿日期: 2015--11--20 8Cr13MoV 钢是近年开发的一种新型马氏体不锈 钢［1--2］，其具有硬度高和耐磨性好的优点，多应用于精 密弹性储能元件、剃须刀片和高档医用刀剪材料［3--4］． 由于该钢碳及铬元素含量较高，铬又是强碳化物形成 元素，在凝固过程中会析出大量的碳化物，碳化物在组 织中可以起到析出强化的作用，可以有效地提高基体 硬度和耐磨性［5--7］，但如果控制不佳也会造成材料的 综合力学性能恶化［8--10］，所以掌握该钢种中碳化物类 型和析出规律尤为重要． 可见，研究 8Cr13MoV 中碳化 物的相成分、类型等对进一步掌握该钢种的强化机制， 改善马氏体不锈钢的综合力学性能，具有十分重要的 意义． 本文主要研究该钢中各析出相的析出规律，为 这类材料进一步研究提供必要的理论支持． 1 实验材料与方法 1. 1 实验材料 实验材料为真空感应炉冶炼的 8Cr13MoV，浇注到 铸铁模中，浇注温度为1520 ℃，直接空冷． 采用 Agilent