不锈钢的晶粒细化工艺
不锈钢的晶粒细化工艺
不锈钢的晶粒细化工艺摘要：采用本恩提出的方法进行相应的微合金化理论设计，在Cr30Mo高碳铁素体不锈钢中加入适量的铌，由铸造凝固过程中沉淀析出的碳氮化铌有效阻止基体晶粒长大，可使基体晶粒尺寸由无铌时的100μm 左右细化至20μm 以下，使钢材脆性断裂倾向明显降低，从而使铸造生产成品率显著提高，生产成本明显下降，同时使其在磷化工生产条件下的使用寿命明显提高。
关键词：高碳铁素体不锈钢；铌微合金化；晶粒尺寸控制；脆性断裂；成产成品率1前言很多化工生产流程中所涉及的流体介质除具有较高的腐蚀性外，还存在大量的固体颗粒于其中而造成显著的腐蚀磨损，因而对相应的化工设备及零件的材料的性能要求除需保持适当的耐蚀性外，还要求具有很高的耐磨性。
磷化工设备关键零件如各种叶轮、泵阀所用材料对耐磨性的要求明显高于对耐蚀性的要求[1]。
Cr30Mo 高碳铁素体不锈钢是近年来研制开发的具有高耐磨性和适当耐蚀性的钢种[2]，其碳含量一般为0.8-1.0%，其基体组织从凝固至室温均保持为铁素体，冷却过程中所形成的各种合金碳化物如Cr7C3、Cr23C6、Mo2C 等可使钢材明显硬化而具备较高的耐磨性，同时由于可采用高碳铬铁作为生产原料而使其生产成本明显降低。
由于碳含量较高且基体无固态相变，因而Cr30Mo 高碳铁素体不锈钢的脆性十分严重，目前国内引进法国技术的最高铸造生产成品率为35%。
为了提高Cr30Mo 高碳铁素体不锈钢的韧性和生产成品率，我们在钢中添加了适量的铌，利用碳氮化铌在高温下阻止晶粒长大的作用，明显细化了晶粒，降低了脆性断裂倾向，铸造生产成品率提高到80%以上。
本文将介绍相关的设计原理和应用情况。
2第二相阻止晶粒长大原理与高碳铁素体不锈钢铌含量的设计晶粒细化是钢铁材料中重要的韧化方式。
铁素体不锈钢的基体组织从凝固至室温均保持为铁素体，没有固态多形性相变发生，不可能通过固体多形性相变细化晶粒；而高碳铁素体不锈钢由于脆性很大，只能在铸造态使用，故也不能通过塑性变形后的再结晶相变来细化晶粒。
马氏体不锈钢晶粒细化热处理
马氏体不锈钢晶粒细化热处理以马氏体不锈钢晶粒细化热处理为标题，本文将详细介绍马氏体不锈钢晶粒细化热处理的原理、方法和应用。
马氏体不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性能和高强度的金属材料。
晶粒细化是提高材料性能的一种重要方法，可以显著改善材料的力学性能、耐腐蚀性能和耐磨性能等。
马氏体不锈钢晶粒细化热处理是通过控制材料的热处理过程，使晶粒尺寸变小，从而提高材料的性能。
马氏体不锈钢晶粒细化热处理的原理是通过调整材料的组织结构，使晶粒发生细化。
晶粒细化可以通过两种方式实现：一种是通过晶界能量的降低来促进晶粒的再结晶；另一种是通过晶界的迁移来实现。
马氏体不锈钢晶粒细化热处理的方法有多种，其中常用的有等温退火、等温淬火和等温回火等。
等温退火是将材料加热到一定温度后，迅速冷却到适当的温度，然后保温一段时间，使晶界发生再结晶，从而实现晶粒细化。
等温淬火是将材料加热到马氏体转变温度，然后迅速冷却到适当的温度，保温一段时间，使晶界发生迁移，实现晶粒细化。
等温回火是在淬火后将材料加热到适当的温度，保温一段时间，使晶界发生再结晶，从而实现晶粒细化。
马氏体不锈钢晶粒细化热处理在材料加工中有广泛应用。
首先，在航空航天领域，马氏体不锈钢晶粒细化热处理可以提高材料的强度和耐腐蚀性能，提高航空器的安全性和可靠性。
其次，在汽车制造领域，马氏体不锈钢晶粒细化热处理可以提高材料的抗拉强度和韧性，增加汽车的使用寿命。
此外，在化工设备制造领域，马氏体不锈钢晶粒细化热处理可以提高材料的耐蚀性和耐磨性，延长设备的使用寿命。
马氏体不锈钢晶粒细化热处理是一种重要的材料加工方法，可以通过控制材料的热处理过程，使晶粒尺寸变小，提高材料的性能。
该方法在航空航天、汽车制造和化工设备制造等领域有广泛应用。
通过进一步研究和改进，马氏体不锈钢晶粒细化热处理的效果将进一步提高，为各个领域的材料加工提供更好的解决方案。
热处理细化δ／γ双相不锈钢晶粒的研究
摘 要 ：为 了 消 除 粗 大 ８铁 素 体 的有 害 作 用 ，研 究 了 用 热 处 理 细 化 Ｃ Ｎｉ 双 相 不 锈 钢 ８ 素 体 的 方 法 。热 处 理 所 ｒ Ｍｏ 铁
用 的 反 应 为 。 反 应 ８ ７ ｏ 反 。化 反 应 ７ 一 ８ 化 — ＋ 和 ＋ｏ 。经 过 ７ ０ ５ Ｃ×３ ｈ的 。 处 理 ， ８ 化 ８铁 素 体 转 变 为 细 小 的 ７相 和 。
相 的 混 合 组 织 ，通 过 快 速 加 热 的 反 。化 处 理 ，获 得 了 非 常 细 小 的铁 素 体 。 素 体 细 化 后 的 ｃ ２ ｉ 双 相 不 锈 钢 冲 铁 ｒ５ Ｎ Ｍｏ 击 韧 性 大 幅 度 提 高 ，且 ５ ｒ 的 冲击 断 口形 貌 由 大 面 积 的解 理 变 为 细 小 的 韧 窝 。 ＯＣ时 关 键 词 ：双 相 不 锈 钢 ；晶 粒 细 化 ；８ 素 体 ；ｏ化 铁
维普资讯
３ Ｏ
材料工程 ／０２ ５ ２ ０ 年 期
热 处 理 细 化 ／ 双 相 不 锈 钢 晶 粒 的 研 究
Ｇｒ ｉ ｆｎ ｍｅ ｔｏ ｈ ｐ ｅ ｔ ｉ ｌ ｓ ｔ ｅ ｙ Ｈ ｅ ｔＴｒ ａ ｍｅ ｔ ａｎ Ｒｅ ｉ ｅ ｎ ｆ Ｄｕ ｌ ｘ Ｓ ａｎ ｅ ｓ Ｓ ｅ ｌｂ ａ ｙ 型双 相 不锈 钢 具有 许 多 突
出的优 点 。它 比奥 氏体 不锈 钢具 有更 高 的 强 度 ，比铁 素 体 不 锈 钢具 有更 高 的 韧 性 ，具 有 优 良的 抗 应 力 腐
铸锭晶粒组织及其细化
39
8.3.2.1 改变浇注方式
金属流进锭模以前，先流经一倾斜 冷却器，在金属液的冲刷作用下， 由槽壁生成的大量晶粒，随流而下 一起进入模中，使铸锭晶粒细化。
40
8.3.2.2 使锭模周期性振动
• 超声波或机械振动。 • 振动的作用只要使金属液与模壁或凝壳之间产生周期性的相对运 动，从而加速晶体的游离，达到细化晶粒的目的。 • 还可加强金属液充填枝晶间隙的补缩作用，从而提高铸锭的致密 性。
10
柱状晶区的影响因素
o 合金凝固时，如在固 / 液界面前沿能始终保持较大的温度梯度，则 柱状晶区可延伸至铸锭中心，直至与由对面模壁生长过来的柱状晶 相遇为止，如图6-5。
11
金属液内对流的影响：
o 对流的冲刷作用以及对流造成的温度起伏，会促使晶体脱落及游 离，利于等铀晶的形成。反之，如能抑制金属液内的对流，则可 促进柱状晶的形成。 o 施加稳定磁场，可消弱或抑制金属液内部的对流，阻止晶体的游 离，有利于得到柱状晶； o 沿一个方向恒速旋转锭模；
5
6.1.2 柱状晶区的形成
o 在表面细等轴晶区内，生长方向（立方金属为<100>）与散热方 向平行的晶粒优先长大，而与散热方向不平行的晶粒则被压抑。 使愈往铸锭内部晶粒数目愈少，优先生长的晶粒最后单向生长并 互相接触而形成柱状晶区。如图6-2。 o 柱状晶区是在单向导热及顺序凝固条件下形成的。
o 固／液界面前沿温度梯度大，凝固区窄，从界面上脱落的枝晶易 于被完全熔比。
6
6.1.2 柱状晶区的形成
7
柱状晶区的影响因素
o 凡能阻止晶体脱离模壁和在固／液界面前沿形核
的因素， 均有利于扩大柱状晶区。如模壁导热性 好，激冷作用强，易形成稳定的凝壳，则柱状晶 发达。合金化程度低，溶质偏斩系数小，成分过 冷弱， 晶拉或枝晶根部不易形成缩颈而被熔断， 也较易于获得挂状晶。
316L不锈钢表面纳米化组织与性能研究
果表明：冷轧处理后，粗糙度由婶３．５９ｍ，盼１５岬，降低为盼１．１ｐｍ，Ｒ刀岬；晶
粒尺寸进一步减小，由高速旋转丝变形后的约１２ｒｉｍ减小到约９ｒａｎ；材料基体的硬度急 剧增大，达到原基体的两倍，而塑性大幅下降，断后伸长率由９５％降低到５２％。 对轧制后的样品进行不同温度的真空退火处理，以寻找一个合适的温度区间，在消 除形变强化的基础上，保持纳米晶的稳定性。结果表明：在７７３Ｋ以下，晶粒尺寸增加 的幅度不大，可以认为表面纳米晶可以在７７３Ｋ以下稳定存在，当退火温度达到９７３Ｋ 时，晶粒尺寸由９ｒｉｍ增大到４０ｎｍ，发生显著长大；退火处理后，残余应力释放，诱发 马氏体相变，且随着处理温度的增加，马氏体量越来越多；７７３Ｋ退火１ｈ，表层显微硬 度约４００ＨＶ，基体硬度基本回复到轧制处理前的硬度。
的系统工程，可以使材料表面获得它本身没有而又希望具有的特殊性能［２１。
金属材料的表面纳米化，即在传统金属材料表面制备出一定厚度的具有纳米结构的 表面层，利用纳米金属材料的优异性能对传统金属材料进行表面结构优化，是一种提高 工程材料的综合性能并延长服役寿命的有效方法【３ｌ。表面纳米化技术可以用多种方法制 备出优于基体性能的表面纳米薄层，赋予零件耐磨损、高强度、耐腐蚀、耐疲劳和高硬 度等性能，使承担着工件重要功能的表层具有纳米材料的优异特性【４】 自１９９９年中国的卢柯与华裔学者吕坚联合提出结构材料表面纳米化的概念【５ｌ后，该
ｈａｒｄｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｔｒｉｘ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｒａｐｉｄｌｙ，ｒｅａｃｈｉｎｇ ｔｗｉｃｅ ａｓ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｓａｍｐｌｅ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ． Ａｎｎｅａｌｌｅｄ ｔｈｅ ｒｏｌｌｉｎｇ ｓａｍｐｌｅｓ
1cr18ni9ti不锈钢的热处理工艺为
1cr18ni9ti不锈钢的热处理工艺为1Cr18Ni9Ti不锈钢是一种具有优异耐腐蚀性能的不锈钢材料，也被广泛应用于航空航天、化工、医疗仪器等领域。
而热处理是不锈钢材料中一种重要的工艺，可以改善材料的力学性能和耐腐蚀性能。
热处理工艺包括加热和冷却两个过程，根据处理温度和时间的不同，可以分为退火、固溶处理、时效处理等不同的方式。
针对1Cr18Ni9Ti不锈钢的热处理工艺，常用的方式之一是退火处理。
退火可以消除不锈钢材料中的残余应力，提高材料的塑性和韧性，使其更易加工。
一般来说，退火温度为800-900℃，保温时间为1-2小时，冷却方式为空气冷却。
通过退火处理，不锈钢材料的晶粒能够得到细化，强度明显下降。
固溶处理也是一种常用的热处理方法。
固溶处理可以在一定程度上提高不锈钢的硬度和抗拉强度，同时改善其耐腐蚀性能。
固溶处理温度一般为1050-1100℃，保温时间为1小时左右，冷却方式为快速水淬或空冷。
固溶处理后的不锈钢材料的晶粒更加细化，晶界清晰，力学性能得到明显改善。
时效处理也被广泛应用于1Cr18Ni9Ti不锈钢材料的热处理过程中。
通过在一定温度下保温一定时间，使材料内部的碳化物相和一些固溶元素沉淀，进一步提高材料的力学性能和耐腐蚀性能。
时效处理温度一般在450-600℃之间，保温时间为1-4小时，冷却方式为空冷。
时效处理后的不锈钢材料具有较高的强度和硬度，且耐腐蚀性能更为出众。
总的来说，不锈钢1Cr18Ni9Ti的热处理工艺包括退火、固溶处理和时效处理三个重要步骤。
通过适当选择温度、保温时间和冷却方式，可以使不锈钢材料的晶粒细化、塑性和韧性提高、强度和硬度增加，从而获得理想的力学性能和耐腐蚀性能。
这些热处理工艺的选择和优化，可以根据实际使用要求和材料特性进行调整，以实现最佳效果。
奥氏体不锈钢的热处理工艺
奥氏体不锈钢的热处理工艺依据化学成分、热处理目的的不同,奥氏体不锈钢常采用的热处理方式有固溶化处理、稳定化退火处理、消除应力处理以及敏化处理等。
1 固溶化处理奥氏体不锈钢固溶化处理就是将钢加热到过剩相充分溶解到固溶体中的某一温度,保持一定时间之后快速冷却的工艺方法。
奥氏体不锈钢固溶化热处理的目的是要把在以前各加工工序中产生或析出的合金碳化物,如(FeCr)23C6等以及σ相重新溶解到奥氏体中,获取单一的奥氏体组织(有的可能存在少量的δ铁素体),以保证材料有良好的机械性能和耐腐蚀性能,充分地消除应力和冷作硬化现象。
固溶化处理适合任何成分和牌号的奥氏体不锈钢。
2 稳定化退火稳定化退火是对含稳定化元素钛或铌的奥氏体不锈钢采用的热处理方法。
采用这种方法的目的是利用钛、铌与碳的强结合特性,稳定碳,使其尽量不与铬结合,最终达到稳定铬的目的,提高铬在奥氏体中的稳定性,避免从晶界析出,确保材料的耐腐蚀性。
奥氏体不锈钢稳定化处理的冷却方式和冷却速度对稳定化效果没有多大影响,所以,为了防止形状复杂工件的变形或为保证工件的应力最小,可采用较小的冷却速度,如空冷或炉冷。
3 消除应力处理确定奥氏体不锈钢消除应力处理工艺方法,应根据材质类型、使用环境、消除应力目的及工件形状尺寸等情况,注意掌握一些原则。
去除加工过程中产生的应力或去除加工后的残留应力。
可采用固溶化处理加热温度并快冷,I类、II类奥氏体不锈钢可采用较缓慢的冷却入式。
为保证工件最终尺寸的稳定性。
可采用低的加热温度和缓慢的冷却速度。
为消除很大的残留应力。
消除在工作环境中可能产生新应力的工件的残余应力或为消除大截面焊接件的焊接应力,应采用因溶化加热温度,III类奥氏体不锈钢必须快冷。
这种情况最好选用I类或II类奥氏体不锈钢,加热后缓慢冷却,消除应力的效果更好。
为消除只能采用局部加热方式工件的残留应力。
应采取低温度加热并缓慢冷却的方式。
4 敏化处理敏化处理实际上不属于奥氏体不锈钢或其制品在生产制造过程中应该采用的热处理方法。
不锈钢管子成型加工工艺及相关方法
不锈钢管子成型加工工艺及相关方法不锈钢管子是一种重要的金属制品，在工业生产和日常生活中都有着广泛的应用。
不锈钢管子成型加工工艺及相关方法是将不锈钢板材或棒材通过不同的工艺方法成型为管状产品的过程。
不锈钢管子的成型加工工艺主要包括热轧、冷轧、焊接、冷拔、冷拓、冷弯等。
下面将逐一介绍这些工艺及相关方法。
热轧是将加热至较高温度的不锈钢板材或棒材通过轧制机具进行塑性变形的工艺。
这种工艺能够将不锈钢材料通过高温下的变形，改变其晶体结构，使其具有更好的力学性能和表面质量。
冷轧是将不锈钢板材或棒材在室温下通过轧制机具进行塑性变形的工艺。
冷轧工艺能够使锈蚀钢材经过塑性变形后，使其晶粒细化，提高其力学性能，同时还能够得到更好的表面质量。
焊接是将不锈钢板材或棒材通过高温下的熔化和凝固过程将其连接在一起的工艺。
焊接工艺可以将不同形状和尺寸的不锈钢板材或棒材连接起来，实现管子的成型。
冷拔是通过拉力使不锈钢材料在室温下进行拉伸变形的工艺。
这种工艺可以提高不锈钢管子的尺寸精度和表面质量，使其具有更好的机械性能。
冷拔工艺常用于制作精密不锈钢管子。
冷拓是将不锈钢材料通过冷压工艺使其塑性变形，成为希望得到的形状的工艺。
冷拓工艺适用于较长且薄壁的不锈钢管子成型，可以得到较复杂的形状。
冷弯是利用力学原理，在室温下对不锈钢材料进行塑性变形的工艺。
冷弯工艺可以将不锈钢材料弯曲成希望得到的形状，常用于制作弯头、弯管等产品。
以上介绍的是不锈钢管子成型加工的主要工艺及相关方法，除了这些方法之外，还有更多的加工工艺，如冷镦、剪切、搓丝、滚齿等。
这些工艺方法可以根据不同的不锈钢管子应用需求进行选择和应用。
不锈钢管子成型加工工艺及相关方法的选择与运用，对于不锈钢管子的质量、性能和成本都有着重要影响。
因此，在进行不锈钢管子成型加工之前，需要根据具体需求和要求，选择合适的加工工艺和方法，以确保最终产品的质量和效益。
总结起来，不锈钢管子的成型加工工艺及相关方法包括热轧、冷轧、焊接、冷拔、冷拓、冷弯等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
不锈钢的晶粒细化工艺摘要：采用本恩提出的方法进行相应的微合金化理论设计，在Cr30Mo高碳铁素体不锈钢中加入适量的铌，由铸造凝固过程中沉淀析出的碳氮化铌有效阻止基体晶粒长大，可使基体晶粒尺寸由无铌时的100μm 左右细化至20μm 以下，使钢材脆性断裂倾向明显降低，从而使铸造生产成品率显著提高，生产成本明显下降，同时使其在磷化工生产条件下的使用寿命明显提高。
关键词：高碳铁素体不锈钢；铌微合金化；晶粒尺寸控制；脆性断裂；成产成品率1前言很多化工生产流程中所涉及的流体介质除具有较高的腐蚀性外，还存在大量的固体颗粒于其中而造成显著的腐蚀磨损，因而对相应的化工设备及零件的材料的性能要求除需保持适当的耐蚀性外，还要求具有很高的耐磨性。
磷化工设备关键零件如各种叶轮、泵阀所用材料对耐磨性的要求明显高于对耐蚀性的要求[1]。
Cr30Mo 高碳铁素体不锈钢是近年来研制开发的具有高耐磨性和适当耐蚀性的钢种[2]，其碳含量一般为0.8-1.0%，其基体组织从凝固至室温均保持为铁素体，冷却过程中所形成的各种合金碳化物如Cr7C3、Cr23C6、Mo2C 等可使钢材明显硬化而具备较高的耐磨性，同时由于可采用高碳铬铁作为生产原料而使其生产成本明显降低。
由于碳含量较高且基体无固态相变，因而Cr30Mo 高碳铁素体不锈钢的脆性十分严重，目前国内引进法国技术的最高铸造生产成品率为35%。
为了提高Cr30Mo 高碳铁素体不锈钢的韧性和生产成品率，我们在钢中添加了适量的铌，利用碳氮化铌在高温下阻止晶粒长大的作用，明显细化了晶粒，降低了脆性断裂倾向，铸造生产成品率提高到80%以上。
本文将介绍相关的设计原理和应用情况。
2第二相阻止晶粒长大原理与高碳铁素体不锈钢铌含量的设计晶粒细化是钢铁材料中重要的韧化方式。
铁素体不锈钢的基体组织从凝固至室温均保持为铁素体，没有固态多形性相变发生，不可能通过固体多形性相变细化晶粒；而高碳铁素体不锈钢由于脆性很大，只能在铸造态使用，故也不能通过塑性变形后的再结晶相变来细化晶粒。
因此，唯一的通过晶粒细化改善韧性的工艺方法是控制高温下晶粒的粗化。
钢中第二相粒子阻止晶粒粗化的基本原理是由Zener 首先定量分析考虑的，而Gladman则详尽分析了解钉时的能量变化从而得到了当第二相为均匀分布的球形粒子时晶界解钉的判据为[3]：式中D0 为晶粒的平均等效直径，d和f分别为第二相的平均直径和体积分数，Z=D M/D0 是晶粒尺寸不均匀性因子即最大晶粒的直径（D M）与平均晶粒直径（D0）的比值。
晶粒正常长大时，Z值在约为 1.7，而Hillert 的缺陷理论指出[4]，晶界的钉扎将在两个水平上发生，相应的Z值为 3 和9，正常晶粒长大在两个水平的较低水平处停止，而反常晶粒长大可持续到上一水平。
由此，为保证一定晶粒尺寸的基体晶粒不发生粗化，就必须存在足够体积分数的平均尺寸足够小的第二相粒子。
Cr30Mo 高碳铁素体不锈钢的铸造凝固温度在1400-1300℃，最终完全凝固温度大致在1250℃，此时就必须严格控制晶粒的粗化。
该温度下合金元素铬基本完全处于固溶态，钼的碳化物尺寸较大因而控制晶粒粗化的能力较弱。
由于微合金碳氮化物特别是碳氮化钛和碳氮化铌可在相当高的温度下仍保持足够细小的尺寸，可在较小的体积分数下取得明显的阻止晶粒长大的效果，因而在很多钢种中均采用添加微合金元素来控制高温下的晶粒尺寸。
但钛由于易于形成氧化物和液析氮化钛，相对难于准确控制，故我们确定采用碳氮化铌来控制Cr30Mo 铁素体不锈钢的高温晶粒粗化。
根据高温下第二相的Ostwald 熟化理论的计算和实际实验结果[5]，1250℃温度附近持续数分钟时间后碳氮化铌的平均尺寸d仍可保持在20nm 以下，若需控制基体晶粒尺寸D0 在20μm（8 级晶粒度），则由式（1）取Z值为3，可计算出需要的碳氮化铌的体积分数f为0.0436%，换算成重量百分数W为0.0432（铁基体和碳氮化铌的密度分别为7.87、7.80g/cm3）。
由于Cr30Mo 钢的碳含量很高，碳氮化铌的化学组成式非常接近于纯的碳化铌，而由于碳原子缺位的缘故，其化学组成式应为NbC0.875，为计算简便起见，可按NbC0.875 在铁素体中的固溶度积公式[6]及碳化铌中铌与碳的重量比值必须满足理想化学配比来计算1250℃时的固溶铌量和碳化铌的重量分数3试验结果与分析3.1试验用钢化学成分试验用钢化学成分见表1，同时选取了不含铌的两炉钢进行对比。
表1试验用钢化学成分3.2冶炼铸造及热处理工艺试验采用150kg 工业感应炉及相应的铸造工艺设备、热处理设备进行了冶炼、铸造及热处理工艺试验，最终确定的主要工艺参量与目前大多数铸造厂所采用的工艺参量基本相同。
冶炼工艺参量主要包括加料顺序及加料预热工艺、熔化温度及熔炼时间、控制脱氧效果从而控制杂质及气体残留量的工艺。
铸造工艺参量主要包括铸型设计、浇铸温度、冷却方式、开箱温度等。
热处理工艺参量主要包括固溶温度、固溶时间、冷却方式、低温沉淀保温温度及保温时间等。
3.3晶粒尺寸测定结果与分析对铸造态及热处理态的基体晶粒尺寸进行了测试，结果见表2。
由测试结果可看出，后续热处理基本不改变基体晶粒尺寸，这是与钢材基体无固态多形性相变相适应的；而添加铌可使基体晶粒尺寸明显细化，由无铌钢的100μm（3-4 级级晶粒度）左右细化至20μm（8级晶粒度）以下；此外，钢中碳含量的升高也可使晶粒尺寸略微细化，这是由于碳含量升高后导致沉淀析出或未溶碳化物量适当增加所致。
表2试验用钢晶粒尺寸测定结果试验结果表明，本文所采用的理论计算方法和微合金化成分设计方法是有效的，试验结果与理论设计计算结果完全吻合试验结果还表明，由于凝固相变初始晶粒尺寸的限制，而微合金碳氮化物的存在仅能控制晶粒的长大并不能使原有的晶粒变小，因而采用微合金化只能使铁素体不锈钢的晶粒尺寸被控制在17-19μm 而使之不粗化，要进一步细化晶粒尺寸是不可能的。
当然，现在所能控制的晶粒尺寸对于铁素体不锈钢的工业生产应用已足够满足使用需求了。
最后，为验证本文所述的理论设计计算方法的有效性，我们还冶炼了一炉0.2%碳含量的Cr30MoNb 钢并进行相应的晶粒尺寸测试试验，结果表明其晶粒尺寸并不能细化，仍为100μm 左右。
而由式（2）进行相应的计算表明，此时在1250℃温度下的平衡固溶铌量[Nb]约为0.07668。
考虑到凝固过程较为迅速而不能达到平衡，因而实际固溶铌量将可能在0.09%以上，形成碳化铌的铌量将小于0.03%，碳化铌的体积分数不能满足阻止17-19μm 的基体晶粒长大的需要，因而基体晶粒粗化行为将与无铌钢类似。
由此，由于凝固过程很难迅速达到平衡，因而在微合金化设计时适当的过量设计对于保证获得需要的控制晶粒尺寸效果是必须的。
3.4铸造生产成品率实验结果与分析在一小型铸造厂进行了工业化试生产工作，无铌钢冶炼了各 2 炉（200 ㎏/炉）并浇铸典型零件铸件各10 件（单件铸件重约40 ㎏）；含铌钢冶炼了各8 炉并浇铸典型零件铸件各40件。
拆箱后清理，热处理，机加工，过程中发现开裂的工件即报废，以最终加工出的零件数除于浇铸零件数作为生产成品率。
测定结果见表3，可以看出，含铌钢铸件由于晶粒细化导致韧性提高，在铸造过程及其后的热处理和机加工过程中发生脆性断裂的倾向大大减轻，从而显著地提高了生产成品率。
铸造生产成品率的显著提高由于显著地减少了回炉熔炼的能源消耗、合金烧损、模型制作费用和大量的人工费用而使生产成本明显降低。
表3生产成品率测定结果3.5实际使用试验结果与分析将铸造生产的料浆泵叶轮毛坯进行机加工后，在云南磷肥厂磷酸萃取槽中进行实际装机试验，试验条件为：料浆液固比为2.577：1，液相比重为1.346，溶液主要组成为25-30%P2O5，工作性能参数为：流量Q=30m3/h，扬程H=30m，转速n=970rpm，功率N=18.5kW。
工作介质腐蚀性较强，且有大量固相硬质颗粒存在，叶轮的主要失效方式为腐蚀介质作用下的磨损。
装机使用考核试验结果见表4。
表4生产使用考核试验结果由生产使用试验结果可知，在磷化工生产条件下，目前所使用的钢铁材料的主要失效方式是腐蚀磨损，提高材料的耐磨性对于提高其使用寿命更为重要，因此，磷化工行业已在近期确定了主要过流部件必须采用Cr30Mo 高碳铁素体不锈钢制作。
然而，由于Cr30Mo 高碳铁素体不锈钢的脆性很大，实际使用中大量发生脆性断裂，故未能充分发挥其耐磨性。
而通过铌微合金化后有效控制凝固过程中基体晶粒的粗化可明显减轻脆性断裂倾向从而明显提高其使用寿命。
4 结论1、在Cr30Mo 高碳铁素体不锈钢中适量添加铌，可通过铸造凝固过程中沉淀析出的碳氮化铌有效阻止基体晶粒长大，使基体晶粒尺寸由无铌时的100μm 左右细化至20μm 以下。
2、由于晶粒明显细化可使Cr30Mo 高碳铁素体不锈钢的脆性断裂倾向明显降低，从而使其铸造生产成品率显著提高，生产成本明显下降，同时使其在磷化工生产条件下的使用寿命明显提高。
3、Cr30Mo 高碳铁素体不锈钢中加铌控制晶粒长大，可采用本文提出的理论计算方法进行相应的理论设计。
参考文献1 樊爱民，陶子云，龙晋民，廖伦诗，孙勇. 不锈钢冲刷磨损影响因素及机理探讨，兵器材料科学与工程，1994 （1）：33-38.2 程莲萍，雍岐龙，张国亮. 磷酸料浆泵叶轮用新型铁素体不锈钢的研制，昆明理工大学学报，2002（2）：36-39.3Glad man T On the Theory of the Effect of Precipitate Particl es on Grain Growth in Metals, Proc. Roy. Soc. 1966, 294A: 298～309.4 Hillert M Acta Metal., 1965,13: 227-235.5 雍岐龙，马鸣图，吴宝榕. 微合金钢—物理和力学冶金. 北京：机械工业出版社，1989：252.6 郑鲁，雍岐龙，孙珍宝. 碳化铌在微合金钢中的溶解. 金属学报，1987，23（6）：B277～282.。