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)(hua)不(bu)銹鋼的典型(xing)牌(pai)號。其化(hua)(hua)學成分(fen)見表(biao)5-1,標準規定(ding)的力學性(xing)能見表(biao)5-2。
0Cr17Ni4Cu4Nb 中(zhong)的主(zhu)要沉(chen)淀(dian)(dian)硬化元素(su)是銅(tong)，銅(tong)的沉(chen)淀(dian)(dian)硬化作用明顯，但(dan)銅(tong)含量(liang)偏高時(shi)對韌性有影(ying)響，對焊接(jie)性不利，對于(yu)鑄件還容易產(chan)生鑄造偏析。因此，實(shi)際(ji)生產(chan)時(shi)，常控制含銅(tong)量(liang)不大于(yu)3.5%.加人鈮也可(ke)以(yi)在時(shi)效時(shi)起(qi)到沉(chen)淀(dian)(dian)硬化的作用，并阻礙時(shi)效時(shi)組(zu)織的晶粒長(chang)大傾向。當(dang)然(ran)，鈮也起(qi)到穩定碳的作用。
0Cr17Ni4Cu4Nb的(de)熱處理一般含固溶處理和(he)時效(xiao)處理。
1. 固溶處理
固(gu)溶(rong)(rong)(rong)加(jia)熱溫度(du)(du)應保證鋼中(zhong)的碳和合(he)金(jin)元素(su)充(chong)分溶(rong)(rong)(rong)于(yu)奧(ao)氏體中(zhong)，但(dan)也(ye)不(bu)宜過高。太高的加(jia)熱溫度(du)(du)不(bu)僅會引起晶粒粗大，還會使馬氏體轉變(bian)點(dian)(dian)太低，致使固(gu)溶(rong)(rong)(rong)處理后產生(sheng)較多(duo)的殘留奧(ao)氏體。過高的加(jia)熱溫度(du)(du)還可(ke)能使固(gu)溶(rong)(rong)(rong)組織中(zhong)存在較多(duo)含量(liang)的鐵素(su)體，影(ying)響(xiang)強化效果。圖(tu)5-4是0Cr17Ni4Cu4Nb固(gu)溶(rong)(rong)(rong)加(jia)熱溫度(du)(du)對Ms 點(dian)(dian)和硬度(du)(du)影(ying)響(xiang)的關系圖(tu)。
0Cr17Ni4Cu4Nb固溶加(jia)熱(re)溫(wen)度可選用1020~1060℃.這個固溶加(jia)熱(re)溫(wen)度可控制(zhi)M.在80~120℃,M,在30℃左右(you)。
由于0Cr17Ni4Cu4Nb含(han)有的(de)(de)(de)鉻、鎳，使固溶(rong)奧氏體有較好(hao)的(de)(de)(de)穩(wen)定性，空(kong)冷(leng)(leng)(leng)即(ji)可得到馬氏體組織，而(er)且(qie)，含(han)銅的(de)(de)(de)ε相析(xi)出(chu)(chu)速度較慢(man)，不(bu)必擔心在(zai)(zai)固溶(rong)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)階段析(xi)出(chu)(chu)。但是，為使固溶(rong)處(chu)理后的(de)(de)(de)組織更細，能獲(huo)得更好(hao)的(de)(de)(de)強化(hua)效(xiao)果(guo)，提(ti)高塑性和(he)韌性，實際生(sheng)產時(shi)多采用油冷(leng)(leng)(leng)。控制出(chu)(chu)油溫度不(bu)高于室(shi)溫，并在(zai)(zai)充分冷(leng)(leng)(leng)卻(que)后再進行時(shi)效(xiao)處(chu)理。采用水冷(leng)(leng)(leng)的(de)(de)(de)固溶(rong)效(xiao)果(guo)也很好(hao)，但是在(zai)(zai)某些情況(kuang)下可能產生(sheng)裂紋。
固溶處理后的金相(xiang)組織應是含有(you)過飽和銅(tong)的低碳板條狀馬氏(shi)體(ti)(ti)。有(you)時(shi)可(ke)能還(huan)存在少量殘留奧氏(shi)體(ti)(ti)和鐵(tie)素體(ti)(ti)。見圖5-5。
2. 時效處理
0Cr17Ni4Cu4Nb鋼的(de)(de)時效處理應根據對性能的(de)(de)要求確定加熱溫度。有資料報道，約480℃左右溫度時效，可獲得最高的(de)(de)硬度和(he)強(qiang)度。然后(hou)，隨著時效溫度的(de)(de)升高，硬度和(he)強(qiang)度下降，塑(su)性和(he)韌性提(ti)高。見圖5-6和(he)表5-2。
為保證沉淀相的(de)充分析(xi)出和時(shi)效效果，時(shi)效的(de)保溫時(shi)間一般不少(shao)于4小時(shi)，保溫后可采(cai)用空(kong)氣(qi)冷卻。
0Cr17Ni4Cu4Nb固溶和時(shi)效處理對應的機(ji)械性能見表(biao)5-2。一些實測性能數據見表(biao)5-3。
0Cr17Ni4Cu4Nb時(shi)效(xiao)后(hou)，對耐腐蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)有一定的(de)(de)(de)影響。特別是由于富銅(tong)相的(de)(de)(de)析(xi)出，降低了在氧(yang)化性(xing)酸中的(de)(de)(de)耐腐蝕(shi)(shi)性(xing)。0Cr17Ni4Cu4Nb 固溶經550℃時(shi)效(xiao)的(de)(de)(de)金相組(zu)織圖見圖5-7。
0Cr17Ni4Cu4Nb是(shi)比(bi)較(jiao)成熟(shu)和(he)穩(wen)定的沉淀硬化不(bu)銹鋼，一般情(qing)況(kuang)下(xia)采用(yong)固溶(rong)后時(shi)效處理(li)就能(neng)滿足使用(yong)要求，但有的情(qing)況(kuang)下(xia)需(xu)要用(yong)調整處理(li)來提高熱處理(li)質量。
有的(de)零件(jian)要求組(zu)織更均勻、性(xing)能更優良，并嚴格控制(zhi)殘(can)留(liu)(liu)奧氏(shi)體量，這時(shi)，可以(yi)在固(gu)溶處理(li)后(hou)進行一(yi)次(ci)調(diao)整處理(li)再時(shi)效(xiao)。這可保證材(cai)料獲得最大量的(de)馬氏(shi)體，消除殘(can)留(liu)(liu)奧氏(shi)體，經時(shi)效(xiao)處理(li)后(hou)，沉淀析出相(xiang)更均勻，強(qiang)化效(xiao)果更好。
再比如，材料由于前(qian)期熱加(jia)(jia)工(gong)不(bu)(bu)正確或某些成(cheng)分的影響(xiang)，降低了(le)馬(ma)氏體轉變(bian)點溫(wen)度，而(er)采用正常的固溶、時效處(chu)(chu)理，得不(bu)(bu)到(dao)正常的處(chu)(chu)理效果。這(zhe)時，也可以考慮在固溶處(chu)(chu)理后加(jia)(jia)一(yi)次調整處(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%。
可見，調整處理作為馬氏體類沉淀硬化不銹鋼的補充(chong)處理，其作用是明顯的。
