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(ma)氏體類沉淀硬化不銹鋼的(de)典型牌號(hao)。其化學成分見表5-1,標準規(gui)定(ding)的(de)力學性能見表5-2。
0Cr17Ni4Cu4Nb 中的主(zhu)要沉(chen)(chen)淀硬(ying)(ying)化元素是銅，銅的沉(chen)(chen)淀硬(ying)(ying)化作用(yong)明顯，但銅含量(liang)偏高(gao)時(shi)對(dui)(dui)韌性有影響，對(dui)(dui)焊(han)接性不利，對(dui)(dui)于鑄(zhu)件(jian)還容易產(chan)生(sheng)鑄(zhu)造偏析。因此(ci)，實際(ji)生(sheng)產(chan)時(shi)，常(chang)控制含銅量(liang)不大(da)于3.5%.加人鈮(ni)也可以在(zai)時(shi)效時(shi)起到(dao)沉(chen)(chen)淀硬(ying)(ying)化的作用(yong)，并阻(zu)礙時(shi)效時(shi)組織的晶粒長(chang)大(da)傾向。當然，鈮(ni)也起到(dao)穩定碳的作用(yong)。
0Cr17Ni4Cu4Nb的(de)熱處理一般(ban)含固(gu)溶處理和(he)時效處理。
1. 固(gu)溶處理
固(gu)(gu)溶(rong)加熱溫(wen)度(du)(du)(du)應保證鋼中(zhong)的(de)(de)(de)碳和合金元素充分溶(rong)于奧氏(shi)體(ti)中(zhong)，但(dan)也(ye)不(bu)宜過高(gao)(gao)。太高(gao)(gao)的(de)(de)(de)加熱溫(wen)度(du)(du)(du)不(bu)僅會(hui)引起(qi)晶(jing)粒粗大，還(huan)會(hui)使(shi)(shi)馬氏(shi)體(ti)轉變點(dian)太低，致(zhi)使(shi)(shi)固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)理(li)后產生較多的(de)(de)(de)殘留奧氏(shi)體(ti)。過高(gao)(gao)的(de)(de)(de)加熱溫(wen)度(du)(du)(du)還(huan)可能使(shi)(shi)固(gu)(gu)溶(rong)組織中(zhong)存在較多含量的(de)(de)(de)鐵素體(ti)，影響強(qiang)化效果。圖(tu)5-4是0Cr17Ni4Cu4Nb固(gu)(gu)溶(rong)加熱溫(wen)度(du)(du)(du)對(dui)Ms 點(dian)和硬度(du)(du)(du)影響的(de)(de)(de)關(guan)系圖(tu)。
0Cr17Ni4Cu4Nb固(gu)溶加熱溫度可選用1020~1060℃.這(zhe)個固(gu)溶加熱溫度可控制M.在80~120℃,M,在30℃左右。
由于(yu)0Cr17Ni4Cu4Nb含有的鉻(ge)、鎳，使(shi)固(gu)(gu)溶奧氏體有較(jiao)好的穩定(ding)性(xing)，空冷即可(ke)得(de)到馬(ma)氏體組(zu)織，而且，含銅的ε相(xiang)析(xi)出速度(du)較(jiao)慢，不必擔心在(zai)固(gu)(gu)溶冷卻階段析(xi)出。但是，為使(shi)固(gu)(gu)溶處(chu)理后的組(zu)織更細，能獲得(de)更好的強化效果，提高(gao)塑性(xing)和(he)韌性(xing)，實際生產(chan)時多采(cai)用油冷。控制(zhi)出油溫度(du)不高(gao)于(yu)室溫，并(bing)在(zai)充分冷卻后再進行時效處(chu)理。采(cai)用水冷的固(gu)(gu)溶效果也很好，但是在(zai)某些(xie)情(qing)況下可(ke)能產(chan)生裂紋。
固(gu)溶處理后(hou)的(de)金相組織應是含有過飽和銅的(de)低碳板條狀(zhuang)馬氏體。有時可能還存在少(shao)量殘留奧氏體和鐵素體。見圖5-5。
2. 時效處理
0Cr17Ni4Cu4Nb鋼的時(shi)效(xiao)處理應根(gen)據對性能的要求確(que)定加(jia)熱溫(wen)度(du)。有資料報道，約480℃左右溫(wen)度(du)時(shi)效(xiao)，可獲得最(zui)高(gao)的硬(ying)(ying)度(du)和強度(du)。然(ran)后，隨著(zhu)時(shi)效(xiao)溫(wen)度(du)的升高(gao)，硬(ying)(ying)度(du)和強度(du)下(xia)降，塑性和韌(ren)性提高(gao)。見(jian)圖(tu)5-6和表5-2。
為保(bao)證沉(chen)淀相的充分(fen)析出(chu)和時(shi)(shi)效效果，時(shi)(shi)效的保(bao)溫時(shi)(shi)間一(yi)般不少于4小時(shi)(shi)，保(bao)溫后可采用(yong)空氣(qi)冷卻(que)。
0Cr17Ni4Cu4Nb固溶和時效處理(li)對應的(de)機械性能(neng)見表5-2。一些實測性能(neng)數(shu)據(ju)見表5-3。
0Cr17Ni4Cu4Nb時效后，對耐(nai)腐蝕(shi)性能(neng)有(you)一(yi)定的影響。特(te)別是由于富(fu)銅相的析出，降低了在(zai)氧化性酸中的耐(nai)腐蝕(shi)性。0Cr17Ni4Cu4Nb 固溶經(jing)550℃時效的金(jin)相組織(zhi)圖見圖5-7。
0Cr17Ni4Cu4Nb是比較成熟和穩定(ding)的沉淀硬化(hua)不銹鋼(gang)，一般情況(kuang)下采用(yong)固溶(rong)后時效處理就能滿足使用(yong)要求，但(dan)有的情況(kuang)下需(xu)要用(yong)調整處理來提高(gao)熱處理質量。
有的零件要求(qiu)組(zu)織更(geng)(geng)均勻、性(xing)能(neng)更(geng)(geng)優良，并嚴(yan)格控制殘留奧氏體(ti)(ti)量，這時，可以在固(gu)溶處(chu)理(li)后進行一次(ci)調整(zheng)處(chu)理(li)再時效(xiao)。這可保證材料(liao)獲(huo)得最(zui)大量的馬氏體(ti)(ti)，消除殘留奧氏體(ti)(ti)，經時效(xiao)處(chu)理(li)后，沉淀析出相更(geng)(geng)均勻，強(qiang)化效(xiao)果更(geng)(geng)好。
再(zai)比如，材料由于前期(qi)熱加工不正確或(huo)某些成分的影響，降低了馬氏(shi)體轉變點(dian)溫度，而(er)采用正常(chang)的固溶(rong)、時(shi)(shi)效處理(li)(li)，得不到正常(chang)的處理(li)(li)效果。這時(shi)(shi)，也可以(yi)考慮在固溶(rong)處理(li)(li)后加一次(ci)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)理(li)作為馬氏(shi)體類沉淀硬化(hua)不(bu)銹鋼的(de)補充處(chu)理(li)，其作用(yong)是明顯的(de)。
