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本文立足重庆大足小五金刀剪行业的实际需要和国内外刀剪材料现状,以开发高性价比刀剪材料和制定其热处理工艺为出发点。论文介绍了国内外不锈钢,特别是马氏体不锈钢的发展概况后,分析了德国双立人公司、广东阳江十八子刀剪公司和大足民贵刀具厂三家企业生产的厨用切刀的硬度、金相组织和热处理特点,指出目前国内外刀剪产品用材及其发展趋势是:为保证刀剪用马氏体不锈钢的硬度及耐磨性,在提高其含C量的同时,增加钢中Cr的含量,并添加少量强碳化合物形成元素Mo和V等。显然,这是一条消耗稀有资源多的合金化路线。根据钢的合金化原理、Schaeffler图和Si在钢中的作用,设计了新型刀剪材料的化学成分,按我国钢号表示法为4Cr10Si2钢。该钢将铬含量降低到10%左右,通过添加约2%的Si,使其在不显著影响钢的热机械加工性能的基础上,能强化铁素体基体,提高基体的强度、硬度和耐磨性能。而且,能显著改善钢的抗高温氧化性能。这一设计理念为开发新型马氏体不锈钢材料增添了新的思路。随后,进行了中频感应炉熔制、电渣重熔、精锻开坯和热轧退火,得到40mm×6mm热轧退火板材。对材料进行硬度、金相分析、EBSD及力学性能测试和分析后,还对4Cr13、4Cr10Si2和5Cr15MoV钢在800~1150℃范围加热15min的抗高温氧化性能进行了试验,结果表明:4Cr10Si2钢抗高温氧化能力明显优于4Cr13钢和5Cr15MoV钢。从而得出:4Cr10Si2热轧退火板材晶粒细小,组织均匀,强度和塑性较高,抗高温氧化性能好,可以用作刀剪材料的试验。热处理工艺试验表明,4Cr10Si2钢作为厨用刀材料,淬火温度以1060℃为宜,在此温度淬火后组织为淬火马氏体+少量残余奥氏体,硬度达HRC60以上。为保持高硬度,回火温度范围以160~200℃为好。按1060℃淬火+180℃低温回火处理出的4Cr10Si2钢弯曲力学性能试样经试验后表明,4Cr10Si2钢抗弯强度σbb>3200MPa,断裂挠度f b>9mm。弯曲断口的SEM形貌为混合型断口,同时具有塑性断裂和解理断裂的特征。电化学腐蚀试验表明,在1060℃淬火+180℃回火相同热处理条件下,4Cr13、4Cr10Si2和5Cr15MoV三种钢的抗电化学腐蚀性能由高到低为:5Cr15MoV >4Cr13>4Cr10Si2,但三者在3.5%NaCl水溶液中的自腐蚀电位Ecorr(氢标准电极)均为正值。此外,对4Cr13、4Cr10Si2和5Cr15MoV钢在综合性能和价格方面的比较,4Cr10Si2钢综合性能较好,且价格最低。最后,在大足龙水镇,永新和为民两家制刀企业用热轧退火4Cr10Si2扁钢制成了厨用切刀,在开刃口后锋利度同为7.2~7.4N的情况后,进行切削对比试验证明:4Cr10Si2钢切刀的锋利度持久性不仅显著优于4Cr13钢切刀,也比5Cr15MoV钢切刀好。用4Cr10Si2钢制造的刀具在重庆五金博览会上展出后,受到了中外用户的关注。