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)奧氏體(ti)沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼提高馬(ma)氏體(ti)點和增加馬(ma)氏體(ti)量的(de)方法通常有調整處(chu)(chu)(chu)理(li)(T處(chu)(chu)(chu)理(li))、冷(leng)變(bian)形處(chu)(chu)(chu)理(li)(C處(chu)(chu)(chu)理(li))和冷(leng)處(chu)(chu)(chu)理(li)(R處(chu)(chu)(chu)理(li))。所以,半(ban)奧氏體(ti)沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼的(de)熱處(chu)(chu)(chu)理(li)比(bi)馬(ma)氏體(ti)沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼熱處(chu)(chu)(chu)理(li)復雜(za)一些。
0Cr17Ni7AI(PH17-7)是半奧氏體沉淀(dian)硬化(hua)不銹(xiu)鋼的(de)典型牌號,其化(hua)學成分(fen)見(jian)表5-4,標準(zhun)規定(ding)的(de)力學性能見(jian)表5-5。


0Cr17Ni7Al 中(zhong)的(de)沉淀硬(ying)(ying)化(hua)元素是(shi)鋁,在時效時,以鎳(nie)一部化(hua)合物析出(chu)的(de)形(xing)式使(shi)鋼得到(dao)硬(ying)(ying)化(hua)。
0Cr17Ni7Al鋼的熱(re)處理一般有(you)三種組(zu)合方(fang)式。固(gu)溶處理(A)-加工-調整(zheng)處理(T)-時效處理(H).
固溶處(chu)理(li)(A)-加工-調(diao)整處(chu)理(li)(T)-冷處(chu)理(li)(R)-時(shi)效處(chu)理(li)(H).
固溶處理(A)-冷(leng)變形處理(C)-時效(xiao)處理(H).
1. 固溶處(chu)理(li)
0Cr17Ni7Al鋼(gang)固(gu)溶處(chu)理(li)(li)的(de)加熱溫度可選擇1040~1050℃,保溫后(hou)(hou)視(shi)情況空冷、油冷或水冷。處(chu)理(li)(li)后(hou)(hou)的(de)組織基本(ben)是奧氏體組織,可能(neng)有少量鐵素體,硬度很低,一般達(da)200HB左右。強度低,但塑性高(gao)。
固溶(rong)處理(li)(li)(li)的(de)溫(wen)度(du)準確度(du)、均勻性及(ji)(ji)冷卻效果(guo)(guo)(guo)都會影(ying)響(xiang)材(cai)料(liao)的(de)最(zui)終處理(li)(li)(li)效果(guo)(guo)(guo)。0Cr17Ni7Al固溶(rong)處理(li)(li)(li)后(hou)可(ke)能含(han)有5%~10%的(de)鐵素體,如(ru)(ru)果(guo)(guo)(guo)加熱(re)溫(wen)度(du)超高,鐵素體量(liang)就會增多,特別是鋼(gang)中含(han)碳(tan)(tan)量(liang)低時,鐵素體量(liang)的(de)增加更明顯。如(ru)(ru)果(guo)(guo)(guo)超溫(wen)太多,材(cai)料(liao)過(guo)(guo)熱(re)而產(chan)(chan)生過(guo)(guo)量(liang)鐵素體,在以后(hou)的(de)處理(li)(li)(li)中很難(nan)消除(chu),將直接影(ying)響(xiang)時效后(hou)的(de)處理(li)(li)(li)質(zhi)量(liang)。反之,如(ru)(ru)果(guo)(guo)(guo)固溶(rong)溫(wen)度(du)過(guo)(guo)低,材(cai)料(liao)M.點會上(shang)升,冷卻后(hou)的(de)組(zu)織中可(ke)能會產(chan)(chan)生部分(fen)馬氏(shi)(shi)體,這不僅(jin)給下一步的(de)成型加工造成困難(nan),還(huan)會因為這部分(fen)馬氏(shi)(shi)體過(guo)(guo)飽和碳(tan)(tan)及(ji)(ji)合(he)金(jin)的(de)量(liang)不足(zu),達不到理(li)(li)(li)想(xiang)的(de)硬(ying)度(du),也會影(ying)響(xiang)最(zui)終的(de)沉淀(dian)強化效果(guo)(guo)(guo),得不到理(li)(li)(li)想(xiang)的(de)硬(ying)度(du)和強度(du),還(huan)影(ying)響(xiang)材(cai)料(liao)的(de)彈性,所以,對于(yu)用(yong)0Cr17Ni7Al制造的(de)彈性件的(de)熱(re)處理(li)(li)(li)更應(ying)注意這一問題。
2. 調整(zheng)處理
調整(zheng)處理的(de)作(zuo)用(yong)是通過加熱(re)使奧氏(shi)(shi)體中的(de)合金碳化物析(xi)出,降低(di)奧氏(shi)(shi)體的(de)穩定性,從(cong)而提高馬(ma)氏(shi)(shi)體轉(zhuan)(zhuan)變溫(wen)(wen)度(du),以保證奧氏(shi)(shi)體向馬(ma)氏(shi)(shi)體的(de)轉(zhuan)(zhuan)變,調整(zheng)加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)不同,對馬(ma)氏(shi)(shi)體轉(zhuan)(zhuan)變溫(wen)(wen)度(du)的(de)改變程度(du)也(ye)不同,冷卻后馬(ma)氏(shi)(shi)體量也(ye)不同,從(cong)而反映出硬度(du)上的(de)差別。
目前,0Cr17Ni7Al在實(shi)際生產中的調整處理一般有兩種溫度選擇。
一種(zhong)是(shi)當(dang)對鋼的(de)(de)強度(du)要求不高時,可采(cai)用760℃左右(you)的(de)(de)溫度(du)加熱,Ms點可提高到70℃左右(you),冷卻后,基體(ti)(ti)是(shi)馬氏體(ti)(ti)組織,馬氏體(ti)(ti)中的(de)(de)碳和合金(jin)元素有一定(ding)程(cheng)度(du)的(de)(de)過(guo)飽(bao)和。然(ran)后再進行時效處理。
第二種情況是對(dui)鋼的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)要求很高(gao)(gao)時,可采用960℃左(zuo)右(you)的(de)(de)加熱(re)溫度(du)(du)(du),此時鋼的(de)(de)M.點在-70~-60℃,冷(leng)卻后(hou),基(ji)體(ti)是碳(tan)和(he)合(he)金(jin)充(chong)分過飽和(he)的(de)(de)奧氏(shi)體(ti),然后(hou)應(ying)再進行(xing)一次 -73℃左(zuo)右(you)的(de)(de)冷(leng)處(chu)理(li)(li)(li),得(de)到馬(ma)氏(shi)體(ti)組(zu)織。這種馬(ma)氏(shi)體(ti)中的(de)(de)碳(tan)和(he)合(he)金(jin)元素的(de)(de)過飽和(he)程(cheng)度(du)(du)(du)遠遠高(gao)(gao)于經760℃左(zuo)右(you)溫度(du)(du)(du)調整(zheng)得(de)到的(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)中碳(tan)和(he)合(he)金(jin)元素的(de)(de)過飽和(he)程(cheng)度(du)(du)(du)。所以,高(gao)(gao)溫調整(zheng)處(chu)理(li)(li)(li)并(bing)經冷(leng)處(chu)理(li)(li)(li)后(hou)得(de)到的(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)基(ji)體(ti)強(qiang)度(du)(du)(du)高(gao)(gao),經時效(xiao)(xiao)后(hou),沉淀強(qiang)化的(de)(de)效(xiao)(xiao)果也(ye)大。有(you)試驗數據表(biao)明(ming),0Cr17Ni7Al 鋼經固溶 960℃調整(zheng)、 -73℃冷(leng)處(chu)理(li)(li)(li)時效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)比(bi)固溶 -760℃調整(zheng)-時效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)能提高(gao)(gao)20%左(zuo)右(you)。
調(diao)整(zheng)處理的作用(yong)是調(diao)整(zheng)M.點,調(diao)整(zheng)處理溫度(du)的準確程度(du)對處理效果的影響相似于(yu)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(chu)理
0Cr17Ni7Al冷處理的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是使調(diao)整處理后還(huan)存在(zai)的(de)(de)(de)奧氏體能(neng)繼續向馬氏體轉變。冷處理一般采用(yong)(yong)-73℃,較長(chang)時(shi)間地保(bao)(bao)持(chi),通常保(bao)(bao)持(chi)8h以上,以確保(bao)(bao)奧氏體的(de)(de)(de)充分轉變。采用(yong)(yong)-73℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen),是因為這個溫(wen)(wen)度已(yi)經(jing)(jing)低(di)于經(jing)(jing)過調(diao)整處理(960℃左右調(diao)整)后的(de)(de)(de)Ms 溫(wen)(wen)度。由于是在(zai)極(ji)低(di)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度下轉變,才需要有較長(chang)的(de)(de)(de)等溫(wen)(wen)保(bao)(bao)持(chi)時(shi)間。處理后再經(jing)(jing)時(shi)效處理,使材料獲得高的(de)(de)(de)強(qiang)度和韌性配合的(de)(de)(de)綜合機(ji)械性能(neng)。
為保證(zheng)好的冷處理(li)效果,要注(zhu)意在調整處理(li)后盡(jin)快進行冷處理(li),最好不超(chao)過(guo)1小時,最多不要超(chao)過(guo)8小時,因為放置時間長(chang)了會促使(shi)奧(ao)氏體的穩定化,影響冷處理(li)效果。
4. 冷變形處理
0Cr17Ni7Al鋼的冷變形加(jia)工處理,主要是指(zhi)為(wei)獲得絲材(cai)、薄(bo)板材(cai)、帶材(cai)的冷加(jia)工變形過程。
冷加工(gong)變(bian)形(xing)度會(hui)(hui)影(ying)響(xiang)Ma溫度,從而影(ying)響(xiang)獲(huo)得的(de)(de)(de)馬氏體量(liang)、最終(zhong)反映在沉淀硬化(hua)后(hou)的(de)(de)(de)硬度和強(qiang)(qiang)度不同。有試驗研究表明,冷變(bian)形(xing)加工(gong)量(liang)大于50%時(shi),才會(hui)(hui)突顯(xian)強(qiang)(qiang)化(hua)作用。冷變(bian)形(xing)量(liang)越(yue)大,時(shi)效后(hou)沉淀強(qiang)(qiang)化(hua)的(de)(de)(de)效果(guo)越(yue)明顯(xian),見表5-6。

5. 時效處理
0Cr17Ni7Al 時(shi)效處理時(shi)的(de)(de)主(zhu)要沉淀析出物是(shi)鎳-鋁金屬間化(hua)合物。時(shi)效溫(wen)度(du)的(de)(de)確(que)定(ding)主(zhu)要是(shi)根據對性能(neng)的(de)(de)要求和(he)時(shi)效處理前的(de)(de)經歷程序。目前,通常(chang)使用的(de)(de)方式有以下幾種(zhong)。
a. 固溶處(chu)理(li)后采(cai)用760℃左右溫(wen)度(du)調整(zheng)處(chu)理(li),時效溫(wen)度(du)采(cai)用560℃左右,空冷(leng)。
b. 固溶處(chu)理(li)后采(cai)用(yong)960℃左右溫(wen)(wen)度調整處(chu)理(li),再進行-73℃左右溫(wen)(wen)度冷(leng)處(chu)理(li),時(shi)效溫(wen)(wen)度采(cai)用(yong)510℃左右,空冷(leng)。
c. 固溶處理后采用冷加工(gong)變形時(如冷拉絲、冷軋板等(deng)),時效溫(wen)度采用490℃左右(you),空冷。
時(shi)效(xiao)處理的(de)溫(wen)度(du)控(kong)制要更精確,最(zui)好(hao)控(kong)制在工(gong)藝溫(wen)度(du)±5℃范(fan)圍內,時(shi)效(xiao)保(bao)溫(wen)時(shi)間一般要比(bi)固溶(rong)保(bao)溫(wen)時(shi)間延長(chang)1~2倍(bei)。以保(bao)證沉(chen)淀相的(de)充分(fen)析(xi)出(chu)。
