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00Cr12Ni10MoTi作为一种低温用马氏体时效不锈钢,其不仅具有高的强度,还具有低温时的优异韧性,正成为液氧、液氮储存器和低温构件的重要用钢。其虽由马氏体时效钢发展而来,但强韧化机制却比马氏体时效钢更为复杂。为此,本文采用多种组织表征手段及性能测试方法,首先以对马氏体时效不锈钢强韧性有重要影响的Ni、Ti两种元素为对象,研究了其含量对00Cr12Ni10MoTi钢强韧性的影响规律;在此基础上研究固溶和时效温度对材料组织与性能的影响,进一步探讨马氏体时效不锈钢的强韧化机制,对于充分发挥该材料的性能具有实际应用价值。首先,本文研究了Ni、Ti含量对00Cr12Ni10MoTi马氏体时效不锈钢强韧性的影响。发现Ni在9.27～10.1%范围内随着含量的增加,材料中逆变奥氏体的含量得到提升。材料的强度降低,韧性提高,尤其是低温韧性提升更为明显。Ti含量由0.20%增加至0.30%时,材料的强度得到了显著提升,同时也促进了TiN夹杂和强化相Ni3Ti的析出,损害了材料的韧性。其次,在确定了00Cr12Ni10MoTi马氏体时效不锈钢成分之后,进一步研究了固溶热处理温度对其强韧性的影响。研究发现固溶温度为750℃时,原奥氏体晶粒和冷却后的马氏体板条尺寸较为细小,时效时形成的逆变奥氏体含量较高。随着固溶的温度的升高,原奥氏体晶界发生迁移,晶粒和马氏体板条开始粗化,逆变奥氏体形成量明显降低,材料强度得到小幅提升,但其韧性,尤其是低温韧性明显降低。最后,研究了不同时效温度下00Cr12Ni10MoTi马氏体时效不锈钢强韧性的变化。研究发现随时效温度的升高,实验钢的强度逐渐提升,韧性却明显降低。在400℃时效时,低温冲击功达到最低值。当时效温度达到500℃时,基体中析出大量棒状Ni3Ti,实验钢的强度达到峰值,同时,逆变奥氏体大量形成,实验钢冲击韧性出现回升。研究结果对于马氏体时效不锈钢的实际工业生产具有重要的指导意义。