馬氏體沉淀硬化不銹鋼固溶處理后的基體組織基本上是馬氏體，已具有較好的強度，再經適當的時效處理即可滿足性能要求。一般情況下，采用固溶處理（A),再進行一次時效處理（H)。
0Cr17Ni4Cu4Nb(PH17-4)是馬氏體類沉淀硬化(hua)不銹鋼的(de)典(dian)型牌號(hao)。其化(hua)學成分(fen)見表(biao)5-1,標(biao)準規定的(de)力學性能見表(biao)5-2。
0Cr17Ni4Cu4Nb 中的主要沉淀(dian)(dian)硬(ying)(ying)化元素(su)是銅，銅的沉淀(dian)(dian)硬(ying)(ying)化作(zuo)用明顯，但銅含量(liang)偏高時(shi)(shi)對韌性(xing)有影(ying)響，對焊接性(xing)不利(li)，對于鑄件還容(rong)易產生鑄造(zao)偏析。因此，實際(ji)生產時(shi)(shi)，常(chang)控制(zhi)含銅量(liang)不大(da)于3.5%.加人鈮(ni)也可以(yi)在時(shi)(shi)效時(shi)(shi)起(qi)到沉淀(dian)(dian)硬(ying)(ying)化的作(zuo)用，并阻礙時(shi)(shi)效時(shi)(shi)組織的晶(jing)粒長大(da)傾向。當然(ran)，鈮(ni)也起(qi)到穩定碳的作(zuo)用。
0Cr17Ni4Cu4Nb的熱處理(li)(li)一(yi)般(ban)含(han)固溶處理(li)(li)和時效處理(li)(li)。
1. 固溶處理(li)
固溶(rong)加熱(re)溫度(du)應保證鋼(gang)中的(de)碳和(he)合金元素(su)充分溶(rong)于奧(ao)氏(shi)體(ti)中，但也不(bu)宜過高(gao)。太高(gao)的(de)加熱(re)溫度(du)不(bu)僅會引起晶(jing)粒粗大，還會使(shi)馬氏(shi)體(ti)轉變點(dian)(dian)太低(di)，致使(shi)固溶(rong)處理后(hou)產生較(jiao)(jiao)多的(de)殘留奧(ao)氏(shi)體(ti)。過高(gao)的(de)加熱(re)溫度(du)還可(ke)能使(shi)固溶(rong)組織中存在較(jiao)(jiao)多含量(liang)的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)，影響(xiang)強化(hua)效果。圖(tu)(tu)5-4是(shi)0Cr17Ni4Cu4Nb固溶(rong)加熱(re)溫度(du)對(dui)Ms 點(dian)(dian)和(he)硬度(du)影響(xiang)的(de)關(guan)系圖(tu)(tu)。
0Cr17Ni4Cu4Nb固(gu)溶(rong)加熱(re)溫度可選用1020~1060℃.這個固(gu)溶(rong)加熱(re)溫度可控制M.在(zai)80~120℃,M,在(zai)30℃左右(you)。
由(you)于0Cr17Ni4Cu4Nb含(han)有(you)(you)的鉻(ge)、鎳(nie)，使固溶(rong)奧氏體有(you)(you)較好(hao)的穩定(ding)性，空冷(leng)(leng)即可得到馬氏體組織，而且，含(han)銅(tong)的ε相析出(chu)(chu)速度較慢，不(bu)必擔心在(zai)(zai)固溶(rong)冷(leng)(leng)卻階段析出(chu)(chu)。但是，為使固溶(rong)處理后(hou)的組織更細，能(neng)獲(huo)得更好(hao)的強化(hua)效果，提(ti)高塑(su)性和韌性，實際(ji)生產時多采(cai)用(yong)(yong)油(you)冷(leng)(leng)。控(kong)制(zhi)出(chu)(chu)油(you)溫(wen)度不(bu)高于室溫(wen)，并在(zai)(zai)充分冷(leng)(leng)卻后(hou)再進(jin)行時效處理。采(cai)用(yong)(yong)水冷(leng)(leng)的固溶(rong)效果也很好(hao)，但是在(zai)(zai)某(mou)些情況下(xia)可能(neng)產生裂紋。
固溶處(chu)理后(hou)的金相(xiang)組織應(ying)是含有過飽和(he)銅的低(di)碳板條狀馬氏體(ti)。有時(shi)可能還存在(zai)少量殘留奧氏體(ti)和(he)鐵素體(ti)。見圖5-5。
2. 時效處(chu)理
0Cr17Ni4Cu4Nb鋼的時效處理應(ying)根據對性能(neng)的要求確定加熱溫(wen)度(du)。有(you)資(zi)料報道(dao)，約480℃左右溫(wen)度(du)時效，可獲得最高的硬度(du)和(he)強度(du)。然后(hou)，隨著時效溫(wen)度(du)的升高，硬度(du)和(he)強度(du)下降(jiang)，塑性和(he)韌(ren)性提高。見圖5-6和(he)表5-2。
為(wei)保(bao)(bao)(bao)證沉(chen)淀相的充分析出和時(shi)(shi)(shi)效效果，時(shi)(shi)(shi)效的保(bao)(bao)(bao)溫時(shi)(shi)(shi)間一般不少于4小時(shi)(shi)(shi)，保(bao)(bao)(bao)溫后可采用空(kong)氣冷卻(que)。
0Cr17Ni4Cu4Nb固溶和時效處理對(dui)應的(de)機械性(xing)能見表(biao)5-2。一些實測(ce)性(xing)能數(shu)據見表(biao)5-3。
0Cr17Ni4Cu4Nb時(shi)效(xiao)(xiao)后，對(dui)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)能有一定的(de)影響。特別是由于富銅相(xiang)的(de)析出(chu)，降低了在(zai)氧化性(xing)酸中的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)。0Cr17Ni4Cu4Nb 固溶經(jing)550℃時(shi)效(xiao)(xiao)的(de)金相(xiang)組織(zhi)圖見圖5-7。
0Cr17Ni4Cu4Nb是(shi)比較成熟和(he)穩定的沉淀(dian)硬(ying)化不銹鋼(gang)，一(yi)般情(qing)況下采(cai)用(yong)固溶后時效處(chu)理就能(neng)滿(man)足使用(yong)要求，但有的情(qing)況下需要用(yong)調整(zheng)處(chu)理來提高(gao)熱處(chu)理質(zhi)量。
有(you)的零件要求組(zu)織(zhi)更(geng)(geng)均(jun)勻、性能更(geng)(geng)優良，并嚴格控制殘(can)留奧氏體(ti)量(liang)，這時，可以在固溶處(chu)理(li)后進行一(yi)次調整處(chu)理(li)再(zai)時效(xiao)。這可保(bao)證材料獲得最(zui)大量(liang)的馬氏體(ti)，消除(chu)殘(can)留奧氏體(ti)，經時效(xiao)處(chu)理(li)后，沉淀析(xi)出相更(geng)(geng)均(jun)勻，強化(hua)效(xiao)果更(geng)(geng)好。
再比(bi)如，材料由于前(qian)期熱(re)加工不正(zheng)確(que)或(huo)某(mou)些(xie)成(cheng)分的影響(xiang)，降低了馬氏體轉變(bian)點(dian)溫度，而(er)采用(yong)正(zheng)常(chang)的固(gu)溶、時效(xiao)處理(li)(li)，得不到正(zheng)常(chang)的處理(li)(li)效(xiao)果。這時，也可以考慮在固(gu)溶處理(li)(li)后加一(yi)次調整處理(li)(li)。
曾經處理過一批外廠供料的0Cr17Ni4Cu4Nb泵軸。按正常工藝規范，加熱1040℃保溫2h后油冷，再經520℃保溫4h的時效處理，在檢測軸料硬度時，只有230HBS,遠遠低于預想的和過去經常達到的360HBS的目標。對于這個意外的結果，最初考慮可能是工人生產操作時未遵守工藝所致。便又取同批軸料按工藝進行固溶處理，然后檢測硬度，結果是170HBS,看來，固溶處理就未達到應該達到的340HB左右的硬度目標。在復檢軸料化學成分的等待期間，約24h后，又檢測軸料硬度，發現從原170HBS升高到了280HBS.對這種放置后硬度升高的現象進行分析推斷，可能是由于這批軸料非控制成分或前期的熱加工不當導致這批軸料的M、M1點下降，且低于0Cr17Ni4Cu4Nb 正常狀態的相變點，從而使得按正常處理工藝都得不到正常效果，在后來的放置期間，經歷了晚上－15℃的溫度區間（當時是十二月份，沈陽地區晚間氣溫較低），而這個溫度可能低于該批軸料材料的實際M.點溫度，促使奧氏體向馬氏體轉變，使軸料硬度提高了。基于這種分析，我們對這批軸料在固溶處理后增加了一次750℃保溫2h后空冷的調整處理，軸料硬度達到330HBS,再經一次520℃保溫4h的時效處理，軸料硬度達360HBS.經力學性能檢測，Rm,1230N/m㎡;Rp0.2,1130N/m㎡;A,12.5%;Z,44.5%。
可見，調整處(chu)(chu)理(li)作(zuo)為馬氏(shi)體類沉淀硬化不銹鋼的補充處(chu)(chu)理(li)，其(qi)作(zuo)用(yong)是明顯(xian)的。
