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(ao)氏體沉(chen)淀(dian)(dian)硬化不銹鋼(gang)提高(gao)馬(ma)(ma)氏體點和(he)增加馬(ma)(ma)氏體量的(de)方(fang)法通常有調整處(chu)(chu)(chu)理(T處(chu)(chu)(chu)理)、冷變形處(chu)(chu)(chu)理(C處(chu)(chu)(chu)理)和(he)冷處(chu)(chu)(chu)理(R處(chu)(chu)(chu)理)。所以,半奧(ao)氏體沉(chen)淀(dian)(dian)硬化不銹鋼(gang)的(de)熱處(chu)(chu)(chu)理比馬(ma)(ma)氏體沉(chen)淀(dian)(dian)硬化不銹鋼(gang)熱處(chu)(chu)(chu)理復雜一(yi)些。


0Cr17Ni7AI(PH17-7)是半(ban)奧(ao)氏(shi)體沉淀(dian)硬化不銹(xiu)鋼的(de)典型牌(pai)號(hao),其化學成分見表(biao)5-4,標準(zhun)規定(ding)的(de)力學性能見表(biao)5-5。



 0Cr17Ni7Al 中的沉淀硬化元(yuan)素是鋁(lv),在時效時,以鎳一部(bu)化合物析出的形式使鋼得到(dao)硬化。


 0Cr17Ni7Al鋼的熱處(chu)理(li)(li)一般有三種組合(he)方式。固溶處(chu)理(li)(li)(A)-加工-調整處(chu)理(li)(li)(T)-時(shi)效處(chu)理(li)(li)(H).


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


 固溶處理(A)-冷變形處理(C)-時效處理(H).



1. 固溶處(chu)理


 0Cr17Ni7Al鋼固(gu)溶處理(li)的(de)(de)加熱溫度可(ke)(ke)選擇(ze)1040~1050℃,保(bao)溫后(hou)視情況(kuang)空冷、油冷或水冷。處理(li)后(hou)的(de)(de)組織基本是奧氏(shi)體組織,可(ke)(ke)能有少量鐵素(su)體,硬度很低,一般達200HB左右(you)。強(qiang)度低,但塑性(xing)高。


 固(gu)溶處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)準(zhun)確度(du)(du)、均勻性(xing)及(ji)冷(leng)(leng)卻效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)都會(hui)影響(xiang)材料的(de)(de)(de)(de)最終(zhong)處(chu)(chu)理效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)。0Cr17Ni7Al固(gu)溶處(chu)(chu)理后可(ke)能(neng)含(han)有5%~10%的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體,如(ru)果(guo)(guo)加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)超(chao)高,鐵(tie)(tie)素(su)體量(liang)就會(hui)增多(duo),特(te)別(bie)是鋼(gang)中含(han)碳量(liang)低(di)時(shi),鐵(tie)(tie)素(su)體量(liang)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)更明(ming)顯。如(ru)果(guo)(guo)超(chao)溫(wen)太(tai)多(duo),材料過熱(re)而產生過量(liang)鐵(tie)(tie)素(su)體,在以后的(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理中很難消除,將直(zhi)接影響(xiang)時(shi)效(xiao)(xiao)后的(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理質量(liang)。反(fan)之(zhi),如(ru)果(guo)(guo)固(gu)溶溫(wen)度(du)(du)過低(di),材料M.點會(hui)上升,冷(leng)(leng)卻后的(de)(de)(de)(de)組織中可(ke)能(neng)會(hui)產生部(bu)分馬(ma)氏體,這(zhe)不僅給下(xia)一步(bu)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)型加(jia)工造成(cheng)困難,還會(hui)因為(wei)這(zhe)部(bu)分馬(ma)氏體過飽和碳及(ji)合金(jin)的(de)(de)(de)(de)量(liang)不足,達不到(dao)(dao)理想(xiang)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du),也會(hui)影響(xiang)最終(zhong)的(de)(de)(de)(de)沉淀強(qiang)化效(xiao)(xiao)果(guo)(guo),得不到(dao)(dao)理想(xiang)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)和強(qiang)度(du)(du),還影響(xiang)材料的(de)(de)(de)(de)彈性(xing),所以,對于用0Cr17Ni7Al制(zhi)造的(de)(de)(de)(de)彈性(xing)件的(de)(de)(de)(de)熱(re)處(chu)(chu)理更應注(zhu)意這(zhe)一問題(ti)。



2. 調整處理


 調整處理的(de)作用是(shi)通過(guo)加熱使奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)合金(jin)碳化物(wu)析(xi)出(chu),降低奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)穩定性,從(cong)而(er)提高(gao)馬氏(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)溫度(du),以保證奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)向馬氏(shi)體(ti)(ti)的(de)轉(zhuan)變(bian),調整加熱溫度(du)不(bu)同,對馬氏(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)溫度(du)的(de)改變(bian)程度(du)也不(bu)同,冷卻(que)后馬氏(shi)體(ti)(ti)量也不(bu)同,從(cong)而(er)反映出(chu)硬度(du)上的(de)差別。


 目前,0Cr17Ni7Al在(zai)實際生產中的(de)調整處理一般有(you)兩種溫度選擇。


 一種是當對鋼的強(qiang)度(du)要求不高時,可采用760℃左(zuo)(zuo)右的溫(wen)度(du)加熱,Ms點可提(ti)高到70℃左(zuo)(zuo)右,冷卻后(hou),基(ji)體是馬氏(shi)體組(zu)織,馬氏(shi)體中的碳和合金(jin)元(yuan)素有一定程度(du)的過飽和。然后(hou)再(zai)進行時效處理。


 第(di)二種情況(kuang)是(shi)對鋼(gang)的(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)要(yao)求很(hen)高時(shi),可(ke)采(cai)用960℃左(zuo)右的(de)加熱(re)溫度(du)(du)(du),此時(shi)鋼(gang)的(de)M.點在-70~-60℃,冷(leng)卻后(hou)(hou),基(ji)體是(shi)碳和(he)合金(jin)充(chong)分過飽和(he)的(de)奧氏(shi)(shi)(shi)體,然后(hou)(hou)應再進行一次 -73℃左(zuo)右的(de)冷(leng)處理(li)(li),得(de)到馬氏(shi)(shi)(shi)體組織。這種馬氏(shi)(shi)(shi)體中的(de)碳和(he)合金(jin)元素的(de)過飽和(he)程(cheng)度(du)(du)(du)遠遠高于經(jing)(jing)760℃左(zuo)右溫度(du)(du)(du)調(diao)整(zheng)得(de)到的(de)馬氏(shi)(shi)(shi)體中碳和(he)合金(jin)元素的(de)過飽和(he)程(cheng)度(du)(du)(du)。所以,高溫調(diao)整(zheng)處理(li)(li)并經(jing)(jing)冷(leng)處理(li)(li)后(hou)(hou)得(de)到的(de)馬氏(shi)(shi)(shi)體基(ji)體強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)高,經(jing)(jing)時(shi)效后(hou)(hou),沉淀(dian)強(qiang)(qiang)化的(de)效果(guo)也大。有試驗數據(ju)表明,0Cr17Ni7Al 鋼(gang)經(jing)(jing)固(gu)溶 960℃調(diao)整(zheng)、 -73℃冷(leng)處理(li)(li)時(shi)效處理(li)(li)的(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)比固(gu)溶 -760℃調(diao)整(zheng)-時(shi)效處理(li)(li)的(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)能提高20%左(zuo)右。


 調(diao)整(zheng)(zheng)處(chu)理的(de)作用是調(diao)整(zheng)(zheng)M.點,調(diao)整(zheng)(zheng)處(chu)理溫(wen)度的(de)準(zhun)確程度對處(chu)理效果的(de)影響相似(si)于固溶處(chu)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)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是使調整(zheng)處(chu)理(li)(li)(li)后還存(cun)在的(de)(de)(de)奧氏體能(neng)繼續向馬氏體轉變(bian)。冷處(chu)理(li)(li)(li)一般(ban)采用-73℃,較長(chang)時(shi)間地保(bao)持(chi),通常(chang)保(bao)持(chi)8h以(yi)(yi)上,以(yi)(yi)確保(bao)奧氏體的(de)(de)(de)充分(fen)轉變(bian)。采用-73℃保(bao)溫,是因為這個溫度已(yi)經(jing)低于經(jing)過調整(zheng)處(chu)理(li)(li)(li)(960℃左右調整(zheng))后的(de)(de)(de)Ms 溫度。由于是在極(ji)低的(de)(de)(de)溫度下(xia)轉變(bian),才需要(yao)有較長(chang)的(de)(de)(de)等(deng)溫保(bao)持(chi)時(shi)間。處(chu)理(li)(li)(li)后再(zai)經(jing)時(shi)效處(chu)理(li)(li)(li),使材料(liao)獲得高(gao)的(de)(de)(de)強度和韌性(xing)配合的(de)(de)(de)綜合機(ji)械性(xing)能(neng)。


  為保證好的冷處理效(xiao)果,要(yao)注意在調整處理后(hou)盡快(kuai)進行(xing)冷處理,最好不(bu)超過(guo)1小時,最多不(bu)要(yao)超過(guo)8小時,因為放置時間長了會促(cu)使奧氏體的穩定化,影響冷處理效(xiao)果。



4. 冷變形(xing)處理


 0Cr17Ni7Al鋼的(de)冷變形加(jia)工處理(li),主要是指為獲得絲材、薄(bo)板材、帶材的(de)冷加(jia)工變形過程(cheng)。


 冷(leng)(leng)加工(gong)變(bian)(bian)形度(du)(du)會(hui)影響(xiang)Ma溫度(du)(du),從而影響(xiang)獲得的馬氏體量(liang)、最終反映在沉淀(dian)硬化后的硬度(du)(du)和強度(du)(du)不同。有試驗(yan)研究(jiu)表(biao)明,冷(leng)(leng)變(bian)(bian)形加工(gong)量(liang)大(da)于50%時,才會(hui)突顯強化作用。冷(leng)(leng)變(bian)(bian)形量(liang)越(yue)大(da),時效后沉淀(dian)強化的效果越(yue)明顯,見表(biao)5-6。


表 6.jpg



5. 時效處(chu)理


 0Cr17Ni7Al 時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)時(shi)(shi)的(de)主(zhu)要(yao)(yao)沉淀析(xi)出物是鎳(nie)-鋁金(jin)屬間化合物。時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)度的(de)確定主(zhu)要(yao)(yao)是根據對性(xing)能的(de)要(yao)(yao)求和時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)前(qian)的(de)經歷程(cheng)序(xu)。目前(qian),通常使(shi)用的(de)方(fang)式有以下幾種。


 a. 固溶處理(li)(li)后采用760℃左右(you)溫度(du)調整處理(li)(li),時效溫度(du)采用560℃左右(you),空(kong)冷。


 b. 固溶處理(li)后采(cai)(cai)用960℃左(zuo)右(you)溫(wen)(wen)度調整處理(li),再(zai)進行-73℃左(zuo)右(you)溫(wen)(wen)度冷處理(li),時效溫(wen)(wen)度采(cai)(cai)用510℃左(zuo)右(you),空冷。


 c. 固溶處(chu)理后采(cai)用(yong)冷加工變形時(shi)(如冷拉絲(si)、冷軋板等),時(shi)效溫度采(cai)用(yong)490℃左右,空冷。


時(shi)效處理的溫度控(kong)(kong)制要(yao)更(geng)精(jing)確,最好控(kong)(kong)制在工藝溫度±5℃范圍內(nei),時(shi)效保(bao)溫時(shi)間(jian)一般要(yao)比固溶(rong)保(bao)溫時(shi)間(jian)延長1~2倍(bei)。以保(bao)證沉(chen)淀相(xiang)的充分析出。