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(dian)硬化(hua)不銹(xiu)鋼的(de)典型牌號。其化(hua)學成分見表(biao)5-1,標準(zhun)規定的(de)力學性能見表(biao)5-2。
0Cr17Ni4Cu4Nb 中的(de)主要沉淀硬化元素是銅(tong)，銅(tong)的(de)沉淀硬化作用明顯(xian)，但銅(tong)含量(liang)偏高時(shi)(shi)(shi)對韌性有影響，對焊接(jie)性不利，對于鑄件還容易產生(sheng)鑄造(zao)偏析(xi)。因此，實際(ji)生(sheng)產時(shi)(shi)(shi)，常控制(zhi)含銅(tong)量(liang)不大于3.5%.加人鈮(ni)也可以(yi)在時(shi)(shi)(shi)效時(shi)(shi)(shi)起到(dao)(dao)沉淀硬化的(de)作用，并(bing)阻(zu)礙時(shi)(shi)(shi)效時(shi)(shi)(shi)組織的(de)晶粒長(chang)大傾向。當(dang)然，鈮(ni)也起到(dao)(dao)穩(wen)定(ding)碳的(de)作用。
0Cr17Ni4Cu4Nb的(de)熱處理一般(ban)含(han)固溶處理和(he)時效(xiao)處理。
1. 固溶(rong)處理(li)
固(gu)溶(rong)(rong)加熱(re)(re)(re)溫度(du)應保(bao)證(zheng)鋼中(zhong)(zhong)的(de)碳和(he)合金元(yuan)素(su)充分(fen)溶(rong)(rong)于奧(ao)氏體(ti)中(zhong)(zhong)，但也不宜過(guo)高。太(tai)高的(de)加熱(re)(re)(re)溫度(du)不僅(jin)會(hui)引起晶粒(li)粗大，還會(hui)使(shi)馬氏體(ti)轉(zhuan)變(bian)點(dian)太(tai)低(di)，致使(shi)固(gu)溶(rong)(rong)處理后產生(sheng)較多的(de)殘留奧(ao)氏體(ti)。過(guo)高的(de)加熱(re)(re)(re)溫度(du)還可能使(shi)固(gu)溶(rong)(rong)組織(zhi)中(zhong)(zhong)存在較多含量的(de)鐵素(su)體(ti)，影(ying)響強化效果。圖5-4是(shi)0Cr17Ni4Cu4Nb固(gu)溶(rong)(rong)加熱(re)(re)(re)溫度(du)對Ms 點(dian)和(he)硬度(du)影(ying)響的(de)關系圖。
0Cr17Ni4Cu4Nb固溶加熱溫度(du)可選用1020~1060℃.這(zhe)個固溶加熱溫度(du)可控制M.在80~120℃,M,在30℃左右(you)。
由于0Cr17Ni4Cu4Nb含有的鉻、鎳，使固(gu)(gu)溶奧(ao)氏(shi)體有較好的穩定(ding)性(xing)，空冷即(ji)可得(de)到馬氏(shi)體組織(zhi)，而且，含銅的ε相析出速度(du)(du)較慢，不(bu)必擔(dan)心(xin)在固(gu)(gu)溶冷卻階段析出。但(dan)是(shi)，為使固(gu)(gu)溶處(chu)理后(hou)的組織(zhi)更(geng)細，能獲得(de)更(geng)好的強化效果，提(ti)高(gao)塑性(xing)和(he)韌性(xing)，實際(ji)生產(chan)(chan)時(shi)(shi)多(duo)采用(yong)油冷。控(kong)制出油溫度(du)(du)不(bu)高(gao)于室溫，并在充分冷卻后(hou)再進(jin)行時(shi)(shi)效處(chu)理。采用(yong)水(shui)冷的固(gu)(gu)溶效果也很(hen)好，但(dan)是(shi)在某些情況下可能產(chan)(chan)生裂紋。
固溶處理后的金相(xiang)組織應是含(han)有過飽和(he)銅的低碳板條(tiao)狀馬氏體。有時可能還存在少量(liang)殘留奧氏體和(he)鐵(tie)素體。見圖5-5。
2. 時效處(chu)理(li)
0Cr17Ni4Cu4Nb鋼的時效處理應根據(ju)對性能的要求確定(ding)加熱(re)溫(wen)度。有資料報道，約(yue)480℃左右溫(wen)度時效，可(ke)獲得最高(gao)(gao)的硬度和強(qiang)度。然后，隨著時效溫(wen)度的升高(gao)(gao)，硬度和強(qiang)度下降，塑性和韌性提高(gao)(gao)。見圖5-6和表5-2。
為保證(zheng)沉(chen)淀相的充分(fen)析出(chu)和時(shi)效(xiao)(xiao)效(xiao)(xiao)果，時(shi)效(xiao)(xiao)的保溫(wen)(wen)時(shi)間一(yi)般(ban)不(bu)少于4小(xiao)時(shi)，保溫(wen)(wen)后可采用空(kong)氣冷卻。
0Cr17Ni4Cu4Nb固溶(rong)和(he)時效處(chu)理對(dui)應的機械性(xing)能(neng)見(jian)表(biao)5-2。一(yi)些(xie)實(shi)測性(xing)能(neng)數據見(jian)表(biao)5-3。
0Cr17Ni4Cu4Nb時效(xiao)后，對耐腐(fu)蝕性(xing)能有一定(ding)的(de)(de)影響。特別是由于富(fu)銅相的(de)(de)析出(chu)，降低了在氧化性(xing)酸中的(de)(de)耐腐(fu)蝕性(xing)。0Cr17Ni4Cu4Nb 固溶(rong)經550℃時效(xiao)的(de)(de)金相組織圖見圖5-7。
0Cr17Ni4Cu4Nb是比(bi)較成熟和穩定的(de)沉(chen)淀硬化不(bu)銹鋼，一般情況下(xia)采用固溶后時效處(chu)理(li)(li)就能(neng)滿足使(shi)用要(yao)求，但有(you)的(de)情況下(xia)需要(yao)用調整(zheng)處(chu)理(li)(li)來(lai)提高熱處(chu)理(li)(li)質(zhi)量。
有的(de)(de)零件要求組織更均(jun)勻(yun)、性能更優良，并(bing)嚴格控制殘留奧氏體(ti)量，這時，可以(yi)在固溶處理(li)(li)后進行一次調整(zheng)處理(li)(li)再時效(xiao)(xiao)。這可保證(zheng)材料獲得最大(da)量的(de)(de)馬氏體(ti)，消除殘留奧氏體(ti)，經時效(xiao)(xiao)處理(li)(li)后，沉淀析(xi)出(chu)相(xiang)更均(jun)勻(yun)，強化效(xiao)(xiao)果更好。
再比如，材料由于前期熱加(jia)工不正(zheng)確或某(mou)些成分的(de)影響(xiang)，降低了馬氏體(ti)轉(zhuan)變點溫度，而采用(yong)正(zheng)常的(de)固溶、時(shi)效處(chu)(chu)理，得不到正(zheng)常的(de)處(chu)(chu)理效果。這時(shi)，也可(ke)以考(kao)慮在固溶處(chu)(chu)理后加(jia)一次(ci)調(diao)整處(chu)(chu)理。
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(ke)見，調(diao)整處理(li)作(zuo)為(wei)馬氏體類沉淀硬化不(bu)銹鋼的(de)補(bu)充處理(li)，其(qi)作(zuo)用是(shi)明顯的(de)。
