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。


半奧氏體(ti)沉(chen)淀(dian)(dian)硬化(hua)不銹(xiu)鋼提高馬氏體(ti)點和增加馬氏體(ti)量的方法通(tong)常有調整處(chu)(chu)理(li)(li)(T處(chu)(chu)理(li)(li))、冷(leng)變形(xing)處(chu)(chu)理(li)(li)(C處(chu)(chu)理(li)(li))和冷(leng)處(chu)(chu)理(li)(li)(R處(chu)(chu)理(li)(li))。所以,半奧氏體(ti)沉(chen)淀(dian)(dian)硬化(hua)不銹(xiu)鋼的熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)比(bi)馬氏體(ti)沉(chen)淀(dian)(dian)硬化(hua)不銹(xiu)鋼熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)復雜一些(xie)。


0Cr17Ni7AI(PH17-7)是半(ban)奧(ao)氏體沉淀硬化不銹鋼的典(dian)型(xing)牌號,其化學(xue)成分見(jian)表5-4,標準規定的力學(xue)性能見(jian)表5-5。



 0Cr17Ni7Al 中的沉淀(dian)硬化(hua)元(yuan)素是鋁,在時效時,以鎳(nie)一部化(hua)合物析(xi)出的形式使鋼得(de)到(dao)硬化(hua)。


 0Cr17Ni7Al鋼的(de)熱處理(li)(li)一般有三種組合(he)方式。固溶(rong)處理(li)(li)(A)-加工(gong)-調整處理(li)(li)(T)-時效處理(li)(li)(H).


 固溶處(chu)(chu)理(li)(A)-加工-調整處(chu)(chu)理(li)(T)-冷處(chu)(chu)理(li)(R)-時效處(chu)(chu)理(li)(H).


 固溶處(chu)理(li)(A)-冷變形處(chu)理(li)(C)-時(shi)效(xiao)處(chu)理(li)(H).



1. 固溶處理


 0Cr17Ni7Al鋼固溶處(chu)理的(de)(de)加熱(re)溫(wen)度可(ke)選擇1040~1050℃,保溫(wen)后(hou)視情況空(kong)冷(leng)(leng)、油(you)冷(leng)(leng)或水冷(leng)(leng)。處(chu)理后(hou)的(de)(de)組(zu)織(zhi)基(ji)本是奧氏體(ti)組(zu)織(zhi),可(ke)能有少量鐵素體(ti),硬度很低(di),一般達200HB左右。強度低(di),但塑性高(gao)。


 固溶(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度準(zhun)確度、均勻(yun)性及冷(leng)卻效果都會(hui)影響材料的(de)(de)(de)(de)最終處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)效果。0Cr17Ni7Al固溶(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)后(hou)可(ke)能含(han)有5%~10%的(de)(de)(de)(de)鐵素體,如(ru)果加熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)度超(chao)(chao)高,鐵素體量(liang)(liang)(liang)就會(hui)增多(duo),特別是鋼中(zhong)含(han)碳量(liang)(liang)(liang)低時,鐵素體量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)增加更明顯。如(ru)果超(chao)(chao)溫(wen)(wen)(wen)太多(duo),材料過熱(re)(re)(re)而產(chan)生(sheng)過量(liang)(liang)(liang)鐵素體,在以(yi)后(hou)的(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)中(zhong)很難(nan)消除,將(jiang)直接(jie)影響時效后(hou)的(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)質量(liang)(liang)(liang)。反之,如(ru)果固溶(rong)溫(wen)(wen)(wen)度過低,材料M.點會(hui)上升,冷(leng)卻后(hou)的(de)(de)(de)(de)組(zu)織中(zhong)可(ke)能會(hui)產(chan)生(sheng)部分(fen)(fen)馬(ma)氏體,這不僅給下一步(bu)的(de)(de)(de)(de)成型加工造(zao)成困難(nan),還會(hui)因為這部分(fen)(fen)馬(ma)氏體過飽和(he)碳及合金(jin)的(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang)不足(zu),達不到理(li)(li)(li)(li)想的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度,也會(hui)影響最終的(de)(de)(de)(de)沉(chen)淀強化效果,得不到理(li)(li)(li)(li)想的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度和(he)強度,還影響材料的(de)(de)(de)(de)彈性,所(suo)以(yi),對于用0Cr17Ni7Al制造(zao)的(de)(de)(de)(de)彈性件(jian)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)更應注意這一問題。



2. 調整處(chu)理(li)


 調整處(chu)理的(de)(de)作用是(shi)通(tong)過(guo)加(jia)熱(re)使奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)合金碳(tan)化物析出(chu),降低(di)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)穩定性,從(cong)(cong)而提高馬氏(shi)體(ti)(ti)轉變溫度,以(yi)保(bao)證奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)向馬氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)轉變,調整加(jia)熱(re)溫度不(bu)同(tong),對馬氏(shi)體(ti)(ti)轉變溫度的(de)(de)改變程度也不(bu)同(tong),冷卻后(hou)馬氏(shi)體(ti)(ti)量也不(bu)同(tong),從(cong)(cong)而反映(ying)出(chu)硬度上的(de)(de)差別(bie)。


 目前,0Cr17Ni7Al在實際生(sheng)產中的調整處理一般有(you)兩種(zhong)溫度(du)選擇(ze)。


 一種(zhong)是(shi)(shi)當對鋼的(de)強度要求不高時(shi),可采用760℃左右的(de)溫度加熱,Ms點可提高到(dao)70℃左右,冷卻后(hou),基體(ti)是(shi)(shi)馬氏體(ti)組織,馬氏體(ti)中的(de)碳和合金(jin)元素有(you)一定程(cheng)度的(de)過飽和。然后(hou)再進行(xing)時(shi)效處(chu)理(li)。


 第二種(zhong)情(qing)況是對鋼的(de)(de)(de)強(qiang)度要求很高(gao)時(shi)(shi),可采用960℃左(zuo)右(you)的(de)(de)(de)加熱(re)溫度,此時(shi)(shi)鋼的(de)(de)(de)M.點在-70~-60℃,冷(leng)卻(que)后,基體(ti)(ti)(ti)是碳和合金充分(fen)過飽和的(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)(ti),然后應再進行一次(ci) -73℃左(zuo)右(you)的(de)(de)(de)冷(leng)處(chu)(chu)理(li)(li),得(de)到馬氏體(ti)(ti)(ti)組織。這種(zhong)馬氏體(ti)(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)碳和合金元素(su)的(de)(de)(de)過飽和程度遠(yuan)遠(yuan)高(gao)于(yu)經(jing)760℃左(zuo)右(you)溫度調整(zheng)(zheng)得(de)到的(de)(de)(de)馬氏體(ti)(ti)(ti)中(zhong)碳和合金元素(su)的(de)(de)(de)過飽和程度。所(suo)以,高(gao)溫調整(zheng)(zheng)處(chu)(chu)理(li)(li)并經(jing)冷(leng)處(chu)(chu)理(li)(li)后得(de)到的(de)(de)(de)馬氏體(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)強(qiang)度高(gao),經(jing)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)后,沉淀強(qiang)化的(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)(xiao)果也(ye)大(da)。有(you)試驗(yan)數據表明,0Cr17Ni7Al 鋼經(jing)固溶 960℃調整(zheng)(zheng)、 -73℃冷(leng)處(chu)(chu)理(li)(li)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)強(qiang)度比固溶 -760℃調整(zheng)(zheng)-時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)強(qiang)度能提高(gao)20%左(zuo)右(you)。


 調整(zheng)(zheng)處理的作用是調整(zheng)(zheng)M.點,調整(zheng)(zheng)處理溫度的準(zhun)確程度對(dui)處理效果(guo)的影響(xiang)相似(si)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(leng)處理


  0Cr17Ni7Al冷處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)目的(de)(de)是使調(diao)整(zheng)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)后還存在(zai)的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)能繼續向馬氏(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)。冷處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)一般采用-73℃,較(jiao)長時間(jian)(jian)地保持(chi),通常保持(chi)8h以上,以確保奧氏(shi)體(ti)的(de)(de)充分轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)。采用-73℃保溫(wen)(wen),是因為這個溫(wen)(wen)度(du)(du)已(yi)經(jing)(jing)(jing)低(di)于經(jing)(jing)(jing)過(guo)調(diao)整(zheng)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(960℃左右調(diao)整(zheng))后的(de)(de)Ms 溫(wen)(wen)度(du)(du)。由于是在(zai)極低(di)的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)下轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian),才需要有較(jiao)長的(de)(de)等溫(wen)(wen)保持(chi)時間(jian)(jian)。處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)后再(zai)經(jing)(jing)(jing)時效(xiao)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li),使材料獲得高的(de)(de)強度(du)(du)和韌性(xing)配合的(de)(de)綜合機械性(xing)能。


  為(wei)保證(zheng)好的(de)冷處(chu)理(li)效果(guo),要(yao)注意(yi)在(zai)調(diao)整處(chu)理(li)后(hou)盡快進行(xing)冷處(chu)理(li),最好不(bu)(bu)超(chao)過1小時,最多不(bu)(bu)要(yao)超(chao)過8小時,因為(wei)放置時間(jian)長了會促使奧氏體的(de)穩(wen)定化(hua),影響冷處(chu)理(li)效果(guo)。



4. 冷(leng)變形處理


 0Cr17Ni7Al鋼的冷(leng)變(bian)形(xing)加工處理,主要是指為獲得絲材、薄板材、帶(dai)材的冷(leng)加工變(bian)形(xing)過程。


 冷(leng)加(jia)工變形度(du)會影響(xiang)Ma溫度(du),從而影響(xiang)獲得的(de)馬(ma)氏體量(liang)、最終反映在沉(chen)淀硬(ying)化后的(de)硬(ying)度(du)和強度(du)不同。有試(shi)驗研究表(biao)明,冷(leng)變形加(jia)工量(liang)大于50%時,才會突顯強化作(zuo)用。冷(leng)變形量(liang)越大,時效(xiao)后沉(chen)淀強化的(de)效(xiao)果(guo)越明顯,見表(biao)5-6。


表 6.jpg



5. 時效處理


 0Cr17Ni7Al 時(shi)(shi)(shi)效(xiao)處理(li)時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)主要沉淀析(xi)出物(wu)是(shi)鎳-鋁金屬間化(hua)合物(wu)。時(shi)(shi)(shi)效(xiao)溫度(du)的(de)(de)確定主要是(shi)根(gen)據對(dui)性能(neng)的(de)(de)要求和(he)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)處理(li)前(qian)的(de)(de)經(jing)歷程序。目前(qian),通(tong)常使(shi)用的(de)(de)方式有以下幾(ji)種。


 a. 固溶處理后采(cai)用760℃左(zuo)右溫度調整處理,時效溫度采(cai)用560℃左(zuo)右,空冷。


 b. 固溶(rong)處理(li)后采用(yong)960℃左右溫(wen)(wen)度(du)調(diao)整處理(li),再進行-73℃左右溫(wen)(wen)度(du)冷處理(li),時效溫(wen)(wen)度(du)采用(yong)510℃左右,空冷。


 c. 固溶處理后采(cai)用冷(leng)加工變(bian)形時(如冷(leng)拉絲、冷(leng)軋(ya)板等),時效溫度采(cai)用490℃左右,空(kong)冷(leng)。


時(shi)(shi)效處理的溫度控(kong)制要更精(jing)確,最好(hao)控(kong)制在工藝溫度±5℃范圍內,時(shi)(shi)效保溫時(shi)(shi)間(jian)一般要比固溶保溫時(shi)(shi)間(jian)延長(chang)1~2倍。以保證沉淀相的充分(fen)析(xi)出。