1Cr17Ni2(Cr17Ni2)馬氏體不銹鋼是在Cr17鐵素體不銹鋼基礎上,提高碳的含量并加入2%左右的鎳元素(通常含1.5%~2.5%鎳)發展起來的,具有較高的強度,并在氧化類酸、有機鹽水溶液中有良好的耐腐蝕性。1Cr17Ni2鋼可制成鍛件、軋件或鑄件使用。
因(yin)(yin)1Cr17Ni2鋼組織中常含有一定量(liang)的δ鐵素體,因(yin)(yin)此,有的資料中將其列入(ru)馬氏體-鐵素體不銹鋼。見圖(tu)4-37。

在我國的(de)一些標準中,確(que)定1Cr17Ni2不(bu)銹鋼的(de)抗(kang)拉(la)強度指標較高(gao),相適應的(de)回(hui)火溫度推(tui)薦(jian)為275~350℃范圍。這在某種(zhong)程(cheng)度上(shang)限制(zhi)了(le)材(cai)料的(de)應用。為了(le)滿(man)足大型結(jie)構件較高(gao)塑韌(ren)性的(de)需(xu)要,也開始了(le)對其進行高(gao)溫回(hui)火效果的(de)試(shi)驗(yan)研(yan)究(jiu)和(he)應用。
1Cr17Ni2不銹鋼熱處理后的(de)(de)(de)(de)組織中(zhong)(zhong)(zhong),8鐵素(su)(su)體的(de)(de)(de)(de)存在對(dui)機械性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響很大。為了(le)保證1C-17Ni2鋼熱處理后能(neng)獲得(de)良好的(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng),應注(zhu)意控(kong)制組織中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)鐵素(su)(su)體含量。表4-16顯示了(le)1Cr17Ni2鋼中(zhong)(zhong)(zhong)鐵素(su)(su)體含量對(dui)機械性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響,從表4-16可見,當1Cr17Ni2鋼組織中(zhong)(zhong)(zhong)鐵素(su)(su)體含量大于15%以上時,強度、塑性(xing)、韌性(xing)都下降(jiang),且含量越(yue)多(duo),下降(jiang)程度越(yue)明顯。所以,有(you)關1Cr17Ni2鋼中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)鐵素(su)(su)體形成因麥和按制有(you)法成為關注(zhu)點。

普(pu)遍認為(wei),1Gr17Ni2不銹鋼中(zhong)鐵素體含量(liang)的多少(shao)主要和化學成分中(zhong)碳、鉻、鎳各(ge)元素之間的配比及其所(suo)經歷的熱加工(gong)、熱處理溫(wen)度狀況有關。
a. 化學成分(fen)的影響及控制
在(zai)1Cr17Ni2鋼(gang)中(zhong),碳(tan)、鎳(nie)是(shi)穩定奧氏(shi)體(ti)(ti)的(de)元(yuan)素(su),鉻是(shi)形(xing)成鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)的(de)元(yuan)素(su),這幾種(zhong)元(yuan)素(su)在(zai)這個鋼(gang)中(zhong)對鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)量的(de)影響(xiang)是(shi)敏感的(de)。有資料表明,在(zai)1Cr17Ni2鋼(gang)成分規定的(de)范圍內的(de)上下限(xian)變動,都會對組織中(zhong)的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)量產生影響(xiang)。見表4-17。

在(zai)實際生產中,用(yong)1Cr17Ni2不銹鋼制造對性能(neng),特別是(shi)對塑韌(ren)性能(neng)有較(jiao)高要求的零件時,都需要對鋼的實際化學成分提出控(kong)制要求,一般控(kong)制碳含(han)(han)量0.14%~0.17%,鉻含(han)(han)量16.00%~17.00%,鎳含(han)(han)量2%~2.5%.再采(cai)用(yong)合適的熱(re)處理工藝,可保證(zheng)組織中的鐵(tie)素體(ti)含(han)(han)量小于(yu)10%。
b. 鍛(duan)、軋及(ji)熱處理(li)加熱溫(wen)度的影響及(ji)控制(zhi)
1Cr17Ni2不銹鋼在鍛造(zao)、熱(re)(re)軋及熱(re)(re)處(chu)理等熱(re)(re)加(jia)工過(guo)程(cheng)中,都要經過(guo)加(jia)熱(re)(re),加(jia)熱(re)(re)溫度和(he)保溫時間對(dui)組織中的鐵素體量(liang)也有明顯(xian)的影響(xiang)。
圖4-4是 Cr17Ni2鋼的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)碳合金狀態圖,由圖可見,對(dui)給(gei)定成分的(de)(de)(de)1Cr17Ni2鋼,當加熱(re)(re)到約1040℃時(shi),組織中便(bian)產(chan)生(sheng)(sheng)了(le)較大(da)含量(liang)的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素體,隨著加熱(re)(re)溫(wen)(wen)度的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)(gao),鐵(tie)(tie)(tie)素體含量(liang)增加。圖4-38則(ze)更直(zhi)觀加熱(re)(re)溫(wen)(wen)度和時(shi)間對(dui)1Cr17Ni2鋼地看出(chu)加熱(re)(re)溫(wen)(wen)度和保溫(wen)(wen)時(shi)間對(dui)1Cr17Ni2(0.18%C,0.4% Si, 0.7% Mn,16.0%Cr,1.9%Ni)鋼組織中鐵(tie)(tie)(tie)素體量(liang)的(de)(de)(de)影(ying)響情況。加熱(re)(re)時(shi)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)鐵(tie)(tie)(tie)素體冷卻(que)后被保留(liu)下來。給(gei)鋼的(de)(de)(de)性能帶來不利的(de)(de)(de)作用(yong)。因此,在(zai)實際熱(re)(re)加工(gong)、熱(re)(re)處(chu)理生(sheng)(sheng)產(chan)時(shi),要控(kong)制(zhi)加熱(re)(re)溫(wen)(wen)度,不宜過高(gao)(gao)。

1Cr17Ni2鋼常見的熱(re)處理(li)工藝有退火(huo)和淬火(huo)、回火(huo)。
1. 退火(huo)
1Cr17Ni2不銹鋼因其含有(you)高的鉻和2%左(zuo)右的鎳元(yuan)素(su),高溫(wen)(wen)奧氏體更穩定(ding),自加熱溫(wen)(wen)度(du)冷(leng)(leng)卻時不易發生珠光(guang)體轉變,材料不易軟化。因此,1Cr17Ni2鋼不宜采用(yong)完全退(tui)火,只能(neng)用(yong)較低(di)溫(wen)(wen)度(du)加熱,使材料得到(dao)一定(ding)程度(du)的軟化。一般退(tui)火溫(wen)(wen)度(du)選(xuan)用(yong)680~750℃,保溫(wen)(wen)后(hou)爐(lu)冷(leng)(leng)到(dao)500℃以下出爐(lu)空冷(leng)(leng)。退(tui)火后(hou)硬(ying)度(du)可達250~280HB.為(wei)了進(jin)一步降(jiang)低(di)硬(ying)度(du),有(you)的推薦加熱750℃后(hou)空冷(leng)(leng),再加熱650℃爐(lu)冷(leng)(leng)的二段退(tui)火或加熱700℃后(hou)保溫(wen)(wen)14小時以上的退(tui)火方式。
1Cr17Ni2不銹鋼(gang)退(tui)火后(hou)的機械(xie)性能(neng)的一組實測數(shu)據(ju)如下(xia):Rp0.2, 588N/m㎡; Rm 784N/m㎡;A,22%;Z,61%。
2. 淬火
為了(le)防(fang)止1Cr17Ni2鋼熱(re)處(chu)理后組(zu)織中有過量的(de)鐵素體(ti),淬火加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)的(de)確(que)定(ding)原則是在(zai)保證碳化物充分溶解(jie)、奧氏體(ti)成分基本(ben)均勻的(de)條件(jian)下,采(cai)用(yong)(yong)較低(di)的(de)淬火加(jia)熱(re)溫(wen)度(du),一般認為不宜超過1050℃,實際(ji)生產(chan)中采(cai)用(yong)(yong)980~1020℃.加(jia)熱(re)條件(jian)對1Cr17Ni2鋼鐵素體(ti)量的(de)影響見圖4-38。
有(you)的試驗研究明,當對化學成分(fen)進行特(te)殊(shu)控(kong)制,碳(tan)、鎳在(zai)上(shang)限,鉻在(zai)下限時,在(zai)成分(fen)上(shang)就保(bao)證(zheng)了組織中不可能產生(sheng)大(da)量的鐵素體(ti),所以,淬火(huo)加熱(re)溫(wen)度(du)可取(qu)1030℃,以保(bao)證(zheng)因碳(tan)是上(shang)限含量引起的較(jiao)多碳(tan)化物的充(chong)分(fen)溶解(jie)。單(dan)件淬火(huo)加熱(re)保(bao)溫(wen)時間可按1~1.2min/mm考慮。
加(jia)熱保溫(wen)后一(yi)般(ban)采用(yong)油冷卻淬火。
3. 回火
按照我國相關標(biao)(biao)準規定的(de)性能標(biao)(biao)準(R≥1080N/m㎡、A≥10%、AkU>39J),采用275~350℃回(hui)火(huo)即(ji)可。作為結構(gou)件使用時,要(yao)求有更(geng)高(gao)的(de)塑性和(he)韌性,可采用620~700℃之間回(hui)火(huo)。回(hui)火(huo)可采用空冷或油冷。
圖4-39是(shi)回火溫度對(dui)1Cr17Ni2鋼(gang)機械(xie)性能的影響效(xiao)果。

表4-18顯(xian)示(shi)了1Cr17Ni2鋼(gang)在(zai)兩(liang)種回火溫度下的機械性能實測值。

4. 熱處理時應(ying)注意的問題
a. 組織中鐵素體含量的(de)控制問題
前已述及,1Cr17Ni2鋼(gang)中(zhong)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai),對機械性能有很大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響,為(wei)了控制(zhi)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量,單從熱處理(li)工序控制(zhi)是(shi)(shi)(shi)有限的(de)(de)(de)(de)(de)(de),化學成分及鍛、軋等熱加(jia)工的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響是(shi)(shi)(shi)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de),而且,一旦在(zai)這些(xie)環節中(zhong)產生了大量鐵(tie)(tie)素(su)體(ti),特別是(shi)(shi)(shi)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分布形態不(bu)好時,通過熱處理(li)方法(fa)是(shi)(shi)(shi)很難改(gai)善的(de)(de)(de)(de)(de)(de),這種情(qing)況下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性能不(bu)合格又常常誤認為(wei)是(shi)(shi)(shi)熱處理(li)不(bu)當(dang)造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。因此,對重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1Cr17Ni2零部件,在(zai)熱處理(li)之(zhi)前,了解具體(ti)成分和前期熱加(jia)工情(qing)況是(shi)(shi)(shi)必要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
b. 淬(cui)火后(hou)的殘留奧氏體受鎳元(yuan)素的影響問題
1Cr17Ni2鋼的(de)(de)Ms點、Mf點下降(jiang),如果淬火(huo)溫(wen)度(du)又(you)選擇得較(jiao)高,就增加了奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)中碳和合金(jin)元素(su)的(de)(de)溶解量,從而提高了奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)穩定(ding)性(xing),使淬火(huo)后(hou)(hou)的(de)(de)鋼中存在較(jiao)多(duo)的(de)(de)殘(can)留(liu)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti),回火(huo)后(hou)(hou),特別是高溫(wen)回火(huo)后(hou)(hou),殘(can)留(liu)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)會有一部分發生馬氏(shi)體(ti)轉變,致使鋼的(de)(de)韌性(xing)下降(jiang)。所以,采取正確(que)的(de)(de)熱處理工藝,盡量減少淬火(huo)組織中的(de)(de)殘(can)留(liu)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti),是保(bao)證熱處理后(hou)(hou)具有良(liang)好性(xing)能的(de)(de)關鍵。
c. 注意1Cr17Ni2 鋼熱處理(li)后再加熱時的脆化問(wen)題
1Cr17Ni2不銹鋼制造的零部件,在熱處理后取得了合格的機械性能,但在以后的工序中可能還會有再加熱過程,如消除加工應力等,曾在實際工作中發現,淬火高溫回火后的1Cr17Ni2材料,在低回火溫度的某個溫度區間再加執時,會發生韌性降低的現象。
而(er)且,這個(ge)脆性降低的(de)溫度(du)(du)區間與回(hui)火(huo)曲(qu)線中顯示出(chu)的(de)脆性降低(回(hui)火(huo)脆性區)溫度(du)(du)區間不盡一致(zhi)。比如,將(jiang)經過650℃回(hui)火(huo)的(de)1Cr17Ni2材料再經350~370℃加熱冷卻后,沖擊值會(hui)降低。而(er)1Cr17Ni2鋼正常回(hui)火(huo)韌性下降溫度(du)(du)區間在500~560℃.見(jian)圖4-39。

