馬氏體型鑄造熱強鋼是一種高合金鑄鋼,抗氧化性較好,主要鋼號有ZG2Cr13、ZG1Cr13、ZG1Cr11W2NiMoV等,其金相組織為馬氏體+索氏體。
鉻是馬氏體型鑄造熱強鋼的主要合金化元素,ωCr為10.5%~14%,其主強化作用是提高鋼的抗氧化性,同時也起固溶強化作用,但也會形成鉻的碳化物(Cr、Fe)7C3,使固溶體中鉻貧化,并且這種碳化物還將從固溶體中吸收鉬和鎢而成為(Cr、Fe、Mo)23C6等多元碳化物,從而使鉬和鎢貧化。
因此,在馬氏體型鑄造熱強鋼中,不應忽視碳和其他輔助強化元素以及有關工藝措施的影響作用:
Cr13鋼在高溫下具有奧氏體組織,因鉻含量高,鋼的淬透性好,奧氏體在空冷條件下轉變為馬氏體。在作為熱強鋼使用時,可采用高溫回火,最終獲得馬氏體+索氏體組織。
為了提高熱強性,可往鋼中加入鉬(ωMo0.6%~0.8%)和鎢(ωW1.7%~2.2%),以強化基體。鎢與鉬配合使用,效果較好。
為了強化晶粒周界,可往鋼中加入少量釩(ωV0.20%~0.35%),以形成這些元素的硫化物和氧化物,并轉移到爐渣中,從而使鋼的晶界得以凈化。但應注意,在加入釩的同時,應相應降低鉻含量(ωCr降低1%~2%)。
為了充分發揮鉻、鉬等元素的強化作用,應嚴格控制鋼中的碳含量,通常ωC在0.10%~0.23%之間。