半奧氏體沉淀硬化不銹鋼的馬氏體點較低,在固溶處理后,組織中通常會有大量的奧氏體保留下來,強度較低,時效處理后得不到理想的硬化效果。因此,在固溶處理后,應采取措施,將材料的馬氏體點提高,以保證在時效前基本上保持馬氏體基體組織。


半奧氏(shi)體(ti)沉(chen)(chen)淀硬化(hua)不銹鋼提高馬(ma)氏(shi)體(ti)點和增加(jia)馬(ma)氏(shi)體(ti)量的(de)方法通(tong)常有(you)調整(zheng)處(chu)理(T處(chu)理)、冷(leng)變形處(chu)理(C處(chu)理)和冷(leng)處(chu)理(R處(chu)理)。所以,半奧氏(shi)體(ti)沉(chen)(chen)淀硬化(hua)不銹鋼的(de)熱處(chu)理比馬(ma)氏(shi)體(ti)沉(chen)(chen)淀硬化(hua)不銹鋼熱處(chu)理復雜一些。


0Cr17Ni7AI(PH17-7)是半奧氏體沉淀硬化不銹(xiu)鋼(gang)的典型牌號,其(qi)化學成分(fen)見(jian)(jian)表(biao)5-4,標準規定(ding)的力學性能見(jian)(jian)表(biao)5-5。



 0Cr17Ni7Al 中的沉淀硬化(hua)元素(su)是鋁,在時效時,以鎳(nie)一部化(hua)合物析出的形(xing)式使鋼(gang)得到(dao)硬化(hua)。


 0Cr17Ni7Al鋼的熱處(chu)理一般有三種(zhong)組合方(fang)式。固溶處(chu)理(A)-加工(gong)-調整處(chu)理(T)-時效處(chu)理(H).


 固(gu)溶處(chu)理(li)(A)-加工-調整處(chu)理(li)(T)-冷處(chu)理(li)(R)-時效(xiao)處(chu)理(li)(H).


 固溶處(chu)理(li)(A)-冷變形(xing)處(chu)理(li)(C)-時效(xiao)處(chu)理(li)(H).



1. 固溶處(chu)理


 0Cr17Ni7Al鋼固溶處理(li)的(de)加(jia)熱溫(wen)度(du)可(ke)選擇(ze)1040~1050℃,保溫(wen)后視情況空(kong)冷、油冷或水冷。處理(li)后的(de)組織(zhi)基本是奧氏體(ti)組織(zhi),可(ke)能有少量鐵素體(ti),硬度(du)很低,一般達(da)200HB左右。強度(du)低,但塑性高(gao)。


 固溶處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度準確度、均(jun)勻性(xing)及(ji)冷卻(que)效果(guo)(guo)都會影(ying)響材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最終處(chu)(chu)理效果(guo)(guo)。0Cr17Ni7Al固溶處(chu)(chu)理后(hou)可能(neng)含有5%~10%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti),如(ru)果(guo)(guo)加(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度超(chao)高,鐵素體(ti)量(liang)(liang)就會增(zeng)多,特別是(shi)鋼(gang)中含碳(tan)量(liang)(liang)低時(shi),鐵素體(ti)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)更明顯。如(ru)果(guo)(guo)超(chao)溫(wen)(wen)太多,材(cai)料過(guo)熱(re)(re)而產生過(guo)量(liang)(liang)鐵素體(ti),在以后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理中很難(nan)消除,將直接影(ying)響時(shi)效后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理質量(liang)(liang)。反(fan)之(zhi),如(ru)果(guo)(guo)固溶溫(wen)(wen)度過(guo)低,材(cai)料M.點會上升,冷卻(que)后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)組織中可能(neng)會產生部分馬氏體(ti),這(zhe)不僅給下一步的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成型加(jia)(jia)工造(zao)成困難(nan),還會因為這(zhe)部分馬氏體(ti)過(guo)飽和碳(tan)及(ji)合金的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)不足,達不到理想(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬度,也會影(ying)響最終的(de)(de)(de)(de)(de)(de)沉(chen)淀強化(hua)效果(guo)(guo),得不到理想(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬度和強度,還影(ying)響材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈性(xing),所以,對于用0Cr17Ni7Al制造(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈性(xing)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)處(chu)(chu)理更應注意這(zhe)一問題。



2. 調整處理


 調整(zheng)處理的(de)作用(yong)是通過加(jia)熱使奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)合金碳化物析出,降(jiang)低奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)穩定性,從(cong)而提高(gao)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變(bian)(bian)溫(wen)度,以(yi)保證奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)向馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)轉變(bian)(bian),調整(zheng)加(jia)熱溫(wen)度不同,對(dui)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變(bian)(bian)溫(wen)度的(de)改變(bian)(bian)程度也(ye)不同,冷卻后(hou)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)量(liang)也(ye)不同,從(cong)而反映出硬度上的(de)差別。


 目前(qian),0Cr17Ni7Al在實際生產中的調整處理一般有(you)兩種溫(wen)度選(xuan)擇。


 一(yi)種是當對鋼的(de)強度(du)要求不高(gao)時(shi),可采(cai)用(yong)760℃左(zuo)(zuo)右(you)的(de)溫度(du)加熱,Ms點可提高(gao)到70℃左(zuo)(zuo)右(you),冷卻后,基(ji)體(ti)是馬氏體(ti)組織(zhi),馬氏體(ti)中的(de)碳和合金元素有一(yi)定程(cheng)度(du)的(de)過飽和。然后再進行時(shi)效處理。


 第二種情況是(shi)對鋼(gang)的(de)(de)(de)強度(du)要求(qiu)很高(gao)(gao)時(shi),可采用960℃左右(you)的(de)(de)(de)加(jia)熱溫度(du),此時(shi)鋼(gang)的(de)(de)(de)M.點在-70~-60℃,冷卻后(hou)(hou)(hou),基體(ti)(ti)(ti)(ti)是(shi)碳和(he)(he)(he)合金充分過(guo)(guo)飽和(he)(he)(he)的(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti),然(ran)后(hou)(hou)(hou)應(ying)再進行一(yi)次 -73℃左右(you)的(de)(de)(de)冷處(chu)理(li),得到馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)組織。這(zhe)種馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)中的(de)(de)(de)碳和(he)(he)(he)合金元素的(de)(de)(de)過(guo)(guo)飽和(he)(he)(he)程度(du)遠遠高(gao)(gao)于經(jing)(jing)(jing)760℃左右(you)溫度(du)調整得到的(de)(de)(de)馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)中碳和(he)(he)(he)合金元素的(de)(de)(de)過(guo)(guo)飽和(he)(he)(he)程度(du)。所以(yi),高(gao)(gao)溫調整處(chu)理(li)并(bing)經(jing)(jing)(jing)冷處(chu)理(li)后(hou)(hou)(hou)得到的(de)(de)(de)馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)(ti)強度(du)高(gao)(gao),經(jing)(jing)(jing)時(shi)效后(hou)(hou)(hou),沉(chen)淀(dian)強化的(de)(de)(de)效果也大。有試驗數據表明,0Cr17Ni7Al 鋼(gang)經(jing)(jing)(jing)固溶(rong) 960℃調整、 -73℃冷處(chu)理(li)時(shi)效處(chu)理(li)的(de)(de)(de)強度(du)比固溶(rong) -760℃調整-時(shi)效處(chu)理(li)的(de)(de)(de)強度(du)能提高(gao)(gao)20%左右(you)。


 調整處理(li)的(de)作(zuo)用是調整M.點(dian),調整處理(li)溫度的(de)準確程(cheng)度對(dui)處理(li)效(xiao)果的(de)影響相似于(yu)固溶處理(li)。


 0Cr17Ni7Al 經調整處理,Ms點上升50~90℃,而Mf點仍然是很低的,所以,為保證調整處理組織的更好轉變,調整處理時要保證充分的冷卻。



3. 冷處理(li)


  0Cr17Ni7Al冷處(chu)理(li)的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)使調整(zheng)(zheng)處(chu)理(li)后還存在(zai)的(de)(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)能(neng)繼(ji)續向(xiang)馬氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)。冷處(chu)理(li)一般采用-73℃,較(jiao)長(chang)時(shi)間地保(bao)持,通常保(bao)持8h以上,以確保(bao)奧氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)充分轉(zhuan)變(bian)。采用-73℃保(bao)溫(wen)(wen),是(shi)因為這(zhe)個溫(wen)(wen)度已經(jing)低于經(jing)過調整(zheng)(zheng)處(chu)理(li)(960℃左右調整(zheng)(zheng))后的(de)(de)Ms 溫(wen)(wen)度。由于是(shi)在(zai)極(ji)低的(de)(de)溫(wen)(wen)度下轉(zhuan)變(bian),才需要有較(jiao)長(chang)的(de)(de)等溫(wen)(wen)保(bao)持時(shi)間。處(chu)理(li)后再經(jing)時(shi)效(xiao)處(chu)理(li),使材料獲(huo)得高的(de)(de)強度和(he)韌性配合的(de)(de)綜合機械性能(neng)。


  為保證好的(de)冷(leng)(leng)處(chu)理(li)效(xiao)果(guo),要注意在調(diao)整處(chu)理(li)后(hou)盡(jin)快進行冷(leng)(leng)處(chu)理(li),最(zui)好不(bu)超過(guo)(guo)1小時,最(zui)多(duo)不(bu)要超過(guo)(guo)8小時,因為放置時間長了會促使奧(ao)氏體的(de)穩(wen)定化,影響冷(leng)(leng)處(chu)理(li)效(xiao)果(guo)。



4. 冷變形處(chu)理


 0Cr17Ni7Al鋼的冷變(bian)形加工處(chu)理(li),主要是指為(wei)獲(huo)得絲材、薄板材、帶(dai)材的冷加工變(bian)形過程。


 冷(leng)加工(gong)變形度會影(ying)響Ma溫度,從而影(ying)響獲(huo)得(de)的馬氏體量(liang)、最(zui)終(zhong)反映在(zai)沉(chen)淀硬化后的硬度和(he)強(qiang)度不同。有(you)試驗(yan)研究(jiu)表(biao)明(ming),冷(leng)變形加工(gong)量(liang)大(da)于50%時(shi),才會突顯強(qiang)化作用(yong)。冷(leng)變形量(liang)越大(da),時(shi)效后沉(chen)淀強(qiang)化的效果越明(ming)顯,見表(biao)5-6。


表 6.jpg



5. 時效處理


 0Cr17Ni7Al 時(shi)效(xiao)處理時(shi)的(de)主(zhu)要沉淀(dian)析出(chu)物(wu)是鎳-鋁(lv)金屬間(jian)化(hua)合(he)物(wu)。時(shi)效(xiao)溫(wen)度的(de)確(que)定(ding)主(zhu)要是根據對性能(neng)的(de)要求(qiu)和(he)時(shi)效(xiao)處理前(qian)的(de)經(jing)歷程序(xu)。目前(qian),通常使用的(de)方式(shi)有以下幾種。


 a. 固溶處理后采(cai)用760℃左右(you)溫(wen)(wen)度(du)調(diao)整處理,時效溫(wen)(wen)度(du)采(cai)用560℃左右(you),空冷(leng)。


 b. 固溶處(chu)理后采用(yong)960℃左(zuo)右(you)溫(wen)度(du)調整處(chu)理,再(zai)進(jin)行(xing)-73℃左(zuo)右(you)溫(wen)度(du)冷(leng)處(chu)理,時效溫(wen)度(du)采用(yong)510℃左(zuo)右(you),空冷(leng)。


 c. 固溶處理后采用冷(leng)加(jia)工變(bian)形時(如冷(leng)拉絲、冷(leng)軋板等),時效溫度采用490℃左右,空(kong)冷(leng)。


時效處(chu)理的(de)溫(wen)度(du)控制(zhi)要更精(jing)確,最好控制(zhi)在(zai)工藝溫(wen)度(du)±5℃范圍內(nei),時效保溫(wen)時間一般(ban)要比固溶保溫(wen)時間延長1~2倍。以保證(zheng)沉淀(dian)相(xiang)的(de)充分析出(chu)。