固溶处理对新型全奥氏体高锰低温钢微观组织、力学性能及摩擦性能的影响

孙士斌1,陈文聪1,王东胜2,陈晓秋2,宋嘉琪2,王海丰3,常雪婷2 (1.上海海事大学物流工程学院；2.上海海事大学海洋科学与工程学院；3.西北工业大学凝固技术国家重点实验室)

摘要: 针对新型奥氏体高锰低温钢在LNG (Liquefied natural gas)储罐应用中的磨损问题，本文中研究了不同固溶处理温度对微观组织、力学性能和耐磨性能影响以及三者之间的关联性. 将25Mn高锰钢分别在950、1000、1050以及1100℃下固溶处理0.5h，并采用光学显微镜、白光干涉仪、扫描电子显微镜及能谱仪对试样的微观组织、磨损轮廓和磨痕形貌进行了表征. 结果表明：随着固溶处理温度的升高，高锰钢的表面硬度逐渐下降，1100℃固溶处理后钢材硬度降到最低，约为261 HV. 另外，钢材的抗拉强度随固溶温度升高先增大后减小，其中在1000℃下展现出最优的抗拉强度、屈服强度及应变硬化速率. 在摩擦性能测试结果中可以看出，高锰钢表面平均摩擦系数随着固溶处理温度先增大后减小再增大，在1000℃时因发生氧化摩擦而降到最低，约为0.39，磨损率为0.49‰，表现了最优的耐磨性能. 这主要是由于1000℃热处理后的高锰钢磨痕表面密布颗粒均匀的碳化物，导致磨损后的硬度增大近50.6%，磨损机理从颗粒磨损与疲劳磨损结合转变为黏着磨损为主，颗粒磨损为辅.

关键词: 全奥氏体高锰钢; 固溶处理; 微观组织; 力学性能; 耐磨性能