半奧氏體沉淀硬化不銹鋼的馬氏體點較低,在固溶處理后,組織中通常會有大量的奧氏體保留下來,強度較低,時效處理后得不到理想的硬化效果。因此,在固溶處理后,應采取措施,將材料的馬氏體點提高,以保證在時效前基本上保持馬氏體基體組織。


半(ban)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)銹鋼(gang)提高(gao)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)點和增加馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)量(liang)的(de)方法通常有調整處(chu)理(li)(li)(T處(chu)理(li)(li))、冷(leng)變形處(chu)理(li)(li)(C處(chu)理(li)(li))和冷(leng)處(chu)理(li)(li)(R處(chu)理(li)(li))。所(suo)以,半(ban)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)銹鋼(gang)的(de)熱處(chu)理(li)(li)比馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)銹鋼(gang)熱處(chu)理(li)(li)復雜一些。


0Cr17Ni7AI(PH17-7)是半奧氏體沉淀硬(ying)化不銹鋼的(de)典型牌號(hao),其化學(xue)成分見表(biao)5-4,標準(zhun)規(gui)定的(de)力學(xue)性能見表(biao)5-5。



 0Cr17Ni7Al 中的(de)沉淀硬(ying)化元(yuan)素(su)是鋁,在時(shi)效時(shi),以(yi)鎳(nie)一(yi)部化合物析(xi)出的(de)形式使(shi)鋼(gang)得到硬(ying)化。


 0Cr17Ni7Al鋼的熱處(chu)(chu)理(li)(li)一般(ban)有三種(zhong)組合方式。固(gu)溶處(chu)(chu)理(li)(li)(A)-加工-調整處(chu)(chu)理(li)(li)(T)-時效處(chu)(chu)理(li)(li)(H).


 固(gu)溶處(chu)理(A)-加工-調(diao)整處(chu)理(T)-冷(leng)處(chu)理(R)-時(shi)效處(chu)理(H).


 固溶(rong)處理(li)(A)-冷變形處理(li)(C)-時效處理(li)(H).



1. 固溶處理


 0Cr17Ni7Al鋼固溶處(chu)理(li)的加熱溫(wen)(wen)度(du)可選擇1040~1050℃,保(bao)溫(wen)(wen)后(hou)視情況空冷(leng)、油冷(leng)或水(shui)冷(leng)。處(chu)理(li)后(hou)的組織(zhi)基本是奧氏(shi)體組織(zhi),可能有少量(liang)鐵素(su)體,硬度(du)很(hen)低,一般達200HB左右。強度(du)低,但塑性(xing)高(gao)。


 固(gu)溶(rong)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)準確度(du)(du)(du)、均勻性(xing)及冷卻(que)效果都會(hui)影(ying)響材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)最(zui)終(zhong)處(chu)理(li)(li)效果。0Cr17Ni7Al固(gu)溶(rong)處(chu)理(li)(li)后(hou)(hou)可能含(han)有(you)5%~10%的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti),如果加熱溫度(du)(du)(du)超(chao)高,鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)量就會(hui)增(zeng)多,特別是鋼中(zhong)含(han)碳量低時(shi),鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)量的(de)(de)(de)增(zeng)加更明(ming)顯。如果超(chao)溫太多,材(cai)(cai)料過(guo)熱而產生過(guo)量鐵(tie)素(su)體(ti)(ti),在以后(hou)(hou)的(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)中(zhong)很難(nan)消除,將(jiang)直(zhi)接影(ying)響時(shi)效后(hou)(hou)的(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)質量。反之,如果固(gu)溶(rong)溫度(du)(du)(du)過(guo)低,材(cai)(cai)料M.點會(hui)上(shang)升,冷卻(que)后(hou)(hou)的(de)(de)(de)組織中(zhong)可能會(hui)產生部(bu)分(fen)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti),這不(bu)(bu)(bu)僅給下一步(bu)的(de)(de)(de)成型加工造成困難(nan),還會(hui)因為這部(bu)分(fen)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)過(guo)飽和(he)(he)碳及合金的(de)(de)(de)量不(bu)(bu)(bu)足,達不(bu)(bu)(bu)到理(li)(li)想的(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du),也會(hui)影(ying)響最(zui)終(zhong)的(de)(de)(de)沉淀強化效果,得不(bu)(bu)(bu)到理(li)(li)想的(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du)和(he)(he)強度(du)(du)(du),還影(ying)響材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)彈性(xing),所以,對于用(yong)0Cr17Ni7Al制造的(de)(de)(de)彈性(xing)件(jian)的(de)(de)(de)熱處(chu)理(li)(li)更應注(zhu)意這一問(wen)題。



2. 調整處理(li)


 調(diao)整處理的(de)(de)作用(yong)是通過加(jia)熱使奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)中的(de)(de)合金碳化物(wu)析出(chu),降(jiang)低(di)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)穩定性,從而提高(gao)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)溫度(du)(du)(du)(du),以保(bao)證(zheng)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)向馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)轉(zhuan)變(bian),調(diao)整加(jia)熱溫度(du)(du)(du)(du)不(bu)同,對馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)溫度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)改變(bian)程度(du)(du)(du)(du)也(ye)不(bu)同,冷卻后(hou)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)量也(ye)不(bu)同,從而反映出(chu)硬度(du)(du)(du)(du)上的(de)(de)差別。


 目前,0Cr17Ni7Al在(zai)實際生(sheng)產中的調整處理一般有兩種溫(wen)度選擇(ze)。


 一種是(shi)當對鋼的強(qiang)度(du)要求不高時,可(ke)采(cai)用760℃左(zuo)右(you)的溫度(du)加熱,Ms點可(ke)提高到70℃左(zuo)右(you),冷卻后(hou),基體(ti)(ti)是(shi)馬氏體(ti)(ti)組織,馬氏體(ti)(ti)中的碳(tan)和(he)合金(jin)元(yuan)素(su)有一定程(cheng)度(du)的過飽和(he)。然后(hou)再進(jin)行時效處理(li)。


 第二種情況(kuang)是對鋼(gang)的強度(du)(du)要求很高(gao)(gao)時(shi)(shi)(shi),可采用960℃左(zuo)(zuo)(zuo)右的加(jia)熱溫(wen)度(du)(du),此時(shi)(shi)(shi)鋼(gang)的M.點在(zai)-70~-60℃,冷(leng)卻后(hou),基體(ti)(ti)是碳和(he)合(he)金充分過飽(bao)和(he)的奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti),然后(hou)應再(zai)進行一(yi)次(ci) -73℃左(zuo)(zuo)(zuo)右的冷(leng)處(chu)理,得到(dao)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組織。這(zhe)種馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中的碳和(he)合(he)金元素的過飽(bao)和(he)程度(du)(du)遠遠高(gao)(gao)于經(jing)760℃左(zuo)(zuo)(zuo)右溫(wen)度(du)(du)調整得到(dao)的馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中碳和(he)合(he)金元素的過飽(bao)和(he)程度(du)(du)。所以,高(gao)(gao)溫(wen)調整處(chu)理并經(jing)冷(leng)處(chu)理后(hou)得到(dao)的馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)基體(ti)(ti)強度(du)(du)高(gao)(gao),經(jing)時(shi)(shi)(shi)效后(hou),沉淀強化的效果也大。有試(shi)驗數據(ju)表明,0Cr17Ni7Al 鋼(gang)經(jing)固(gu)溶 960℃調整、 -73℃冷(leng)處(chu)理時(shi)(shi)(shi)效處(chu)理的強度(du)(du)比固(gu)溶 -760℃調整-時(shi)(shi)(shi)效處(chu)理的強度(du)(du)能提高(gao)(gao)20%左(zuo)(zuo)(zuo)右。


 調整(zheng)處理的作用是調整(zheng)M.點(dian),調整(zheng)處理溫度的準確程度對處理效果的影(ying)響相似于固溶處理。


 0Cr17Ni7Al 經調整處理,Ms點上升50~90℃,而Mf點仍然是很低的,所以,為保證調整處理組織的更好轉變,調整處理時要保證充分的冷卻。



3. 冷處理


  0Cr17Ni7Al冷處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)目的(de)是使(shi)調整處(chu)(chu)理(li)(li)后(hou)還存(cun)在的(de)奧氏體能繼續向馬(ma)氏體轉變(bian)。冷處(chu)(chu)理(li)(li)一般采(cai)用-73℃,較長(chang)時間(jian)地保持,通常保持8h以上,以確保奧氏體的(de)充分(fen)轉變(bian)。采(cai)用-73℃保溫,是因為這個溫度已經(jing)低于經(jing)過調整處(chu)(chu)理(li)(li)(960℃左(zuo)右調整)后(hou)的(de)Ms 溫度。由(you)于是在極(ji)低的(de)溫度下轉變(bian),才需(xu)要有較長(chang)的(de)等溫保持時間(jian)。處(chu)(chu)理(li)(li)后(hou)再經(jing)時效處(chu)(chu)理(li)(li),使(shi)材料(liao)獲得高的(de)強(qiang)度和韌性(xing)配合(he)的(de)綜合(he)機械(xie)性(xing)能。


  為保(bao)證好的冷處(chu)(chu)理效果(guo),要(yao)注意在調整(zheng)處(chu)(chu)理后盡快進行(xing)冷處(chu)(chu)理,最好不超過(guo)1小(xiao)時(shi),最多不要(yao)超過(guo)8小(xiao)時(shi),因為放置時(shi)間長(chang)了(le)會促使奧氏(shi)體的穩(wen)定化(hua),影響冷處(chu)(chu)理效果(guo)。



4. 冷變形處理


 0Cr17Ni7Al鋼的(de)冷變(bian)形加工(gong)處理,主要是指為獲得絲材、薄板材、帶材的(de)冷加工(gong)變(bian)形過(guo)程。


 冷加(jia)工變(bian)形(xing)(xing)度會影響Ma溫(wen)度,從而影響獲得的馬氏體(ti)量(liang)、最終反映在沉淀硬(ying)(ying)化(hua)后(hou)的硬(ying)(ying)度和強(qiang)度不同。有試(shi)驗研究表(biao)明,冷變(bian)形(xing)(xing)加(jia)工量(liang)大于50%時(shi),才會突顯強(qiang)化(hua)作用。冷變(bian)形(xing)(xing)量(liang)越(yue)(yue)大,時(shi)效后(hou)沉淀強(qiang)化(hua)的效果越(yue)(yue)明顯,見表(biao)5-6。


表 6.jpg



5. 時(shi)效處(chu)理


 0Cr17Ni7Al 時效處理時的(de)(de)主(zhu)要(yao)沉(chen)淀(dian)析出物(wu)是鎳-鋁金(jin)屬間化合物(wu)。時效溫度的(de)(de)確定(ding)主(zhu)要(yao)是根(gen)據對性能的(de)(de)要(yao)求和時效處理前的(de)(de)經(jing)歷程序。目前,通常使用(yong)的(de)(de)方式有以下幾(ji)種(zhong)。


 a. 固(gu)溶處理(li)后采(cai)用(yong)760℃左右溫度(du)調(diao)整處理(li),時效溫度(du)采(cai)用(yong)560℃左右,空冷。


 b. 固溶處理(li)后采用(yong)960℃左右溫(wen)度(du)調整(zheng)處理(li),再進(jin)行(xing)-73℃左右溫(wen)度(du)冷(leng)處理(li),時效溫(wen)度(du)采用(yong)510℃左右,空冷(leng)。


 c. 固溶處理后(hou)采用冷加工變形時(shi)(如冷拉(la)絲、冷軋板等),時(shi)效(xiao)溫度采用490℃左(zuo)右,空冷。


時(shi)效(xiao)處理的(de)(de)溫度控制要更精確,最好控制在工藝溫度±5℃范圍內,時(shi)效(xiao)保溫時(shi)間一般要比固溶保溫時(shi)間延長1~2倍。以(yi)保證沉(chen)淀相的(de)(de)充分析出。