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(shi)(shi)體沉淀硬(ying)化不銹(xiu)鋼提高馬(ma)氏(shi)(shi)體點和增(zeng)加馬(ma)氏(shi)(shi)體量的(de)方法通常有調整(zheng)處(chu)(chu)(chu)理(li)(T處(chu)(chu)(chu)理(li))、冷變形處(chu)(chu)(chu)理(li)(C處(chu)(chu)(chu)理(li))和冷處(chu)(chu)(chu)理(li)(R處(chu)(chu)(chu)理(li))。所以(yi),半奧(ao)氏(shi)(shi)體沉淀硬(ying)化不銹(xiu)鋼的(de)熱處(chu)(chu)(chu)理(li)比馬(ma)氏(shi)(shi)體沉淀硬(ying)化不銹(xiu)鋼熱處(chu)(chu)(chu)理(li)復雜一些。
0Cr17Ni7AI(PH17-7)是半奧(ao)氏(shi)體沉淀(dian)硬化不(bu)銹鋼的典型(xing)牌號,其化學成分見表5-4,標準規定的力學性(xing)能見表5-5。


0Cr17Ni7Al 中的沉淀硬化(hua)元素(su)是鋁,在時(shi)效(xiao)時(shi),以鎳一部化(hua)合物析出的形式使鋼得到硬化(hua)。
0Cr17Ni7Al鋼(gang)的熱(re)處(chu)理(li)一(yi)般(ban)有(you)三種組合方式。固溶處(chu)理(li)(A)-加工-調整處(chu)理(li)(T)-時效(xiao)處(chu)理(li)(H).
固溶處(chu)理(li)(li)(A)-加(jia)工-調整(zheng)處(chu)理(li)(li)(T)-冷處(chu)理(li)(li)(R)-時效處(chu)理(li)(li)(H).
固溶處(chu)理(li)(A)-冷變形處(chu)理(li)(C)-時(shi)效處(chu)理(li)(H).
1. 固溶處理
0Cr17Ni7Al鋼(gang)固溶(rong)處理的加熱溫度(du)可選擇1040~1050℃,保溫后視情況空冷(leng)(leng)、油(you)冷(leng)(leng)或水冷(leng)(leng)。處理后的組(zu)織基本是奧氏體(ti)組(zu)織,可能有少(shao)量鐵素體(ti),硬(ying)度(du)很低(di),一般達200HB左(zuo)右(you)。強度(du)低(di),但塑性高。
固(gu)溶處(chu)理(li)的(de)溫(wen)(wen)度(du)準確度(du)、均勻性及(ji)冷(leng)卻(que)效(xiao)果(guo)都會影響材(cai)料的(de)最終處(chu)理(li)效(xiao)果(guo)。0Cr17Ni7Al固(gu)溶處(chu)理(li)后(hou)可(ke)能含有5%~10%的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti),如(ru)果(guo)加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)超高(gao),鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)量(liang)就會增多,特(te)別(bie)是鋼(gang)中(zhong)含碳量(liang)低(di)時(shi),鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)量(liang)的(de)增加更(geng)明顯(xian)。如(ru)果(guo)超溫(wen)(wen)太(tai)多,材(cai)料過熱(re)而產(chan)(chan)生(sheng)過量(liang)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti),在以后(hou)的(de)處(chu)理(li)中(zhong)很(hen)難消除,將直接(jie)影響時(shi)效(xiao)后(hou)的(de)處(chu)理(li)質量(liang)。反之,如(ru)果(guo)固(gu)溶溫(wen)(wen)度(du)過低(di),材(cai)料M.點會上(shang)升,冷(leng)卻(que)后(hou)的(de)組織中(zhong)可(ke)能會產(chan)(chan)生(sheng)部(bu)(bu)分馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti),這不僅給下一步的(de)成型加工造成困難,還會因為這部(bu)(bu)分馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)過飽和碳及(ji)合金(jin)的(de)量(liang)不足,達(da)不到(dao)理(li)想(xiang)(xiang)的(de)硬(ying)度(du),也會影響最終的(de)沉淀強(qiang)化效(xiao)果(guo),得(de)不到(dao)理(li)想(xiang)(xiang)的(de)硬(ying)度(du)和強(qiang)度(du),還影響材(cai)料的(de)彈(dan)性,所(suo)以,對于用(yong)0Cr17Ni7Al制造的(de)彈(dan)性件的(de)熱(re)處(chu)理(li)更(geng)應注意(yi)這一問題。
2. 調整處理
調整處理的(de)(de)(de)作用(yong)是通過加(jia)熱使奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)合金碳化物析出,降低奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)穩(wen)定性(xing),從而(er)提高馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)轉變溫(wen)度,以保證奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)向馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)轉變,調整加(jia)熱溫(wen)度不(bu)同,對馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)轉變溫(wen)度的(de)(de)(de)改變程度也(ye)不(bu)同,冷卻后馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)量也(ye)不(bu)同,從而(er)反映出硬度上的(de)(de)(de)差別。
目(mu)前,0Cr17Ni7Al在實際生產中的調整處理一(yi)般有(you)兩種溫度(du)選擇(ze)。
一種是當對(dui)鋼(gang)的強度(du)(du)要求不(bu)高(gao)時(shi),可(ke)采用760℃左(zuo)(zuo)右(you)的溫度(du)(du)加(jia)熱(re),Ms點(dian)可(ke)提高(gao)到(dao)70℃左(zuo)(zuo)右(you),冷卻(que)后(hou)(hou),基(ji)體(ti)是馬(ma)氏(shi)體(ti)組(zu)織,馬(ma)氏(shi)體(ti)中的碳和(he)合(he)金元素(su)有一定程(cheng)度(du)(du)的過飽和(he)。然后(hou)(hou)再(zai)進(jin)行時(shi)效(xiao)處理。
第二種情(qing)況是對(dui)鋼(gang)(gang)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)要(yao)求(qiu)很高(gao)時(shi),可采用960℃左(zuo)右(you)的(de)(de)加(jia)熱溫(wen)度(du)(du)(du),此時(shi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)M.點在(zai)-70~-60℃,冷(leng)(leng)卻后,基(ji)體(ti)是碳(tan)和(he)合(he)金充(chong)分過飽(bao)和(he)的(de)(de)奧氏體(ti),然(ran)后應再進行一次 -73℃左(zuo)右(you)的(de)(de)冷(leng)(leng)處(chu)理(li),得到(dao)(dao)馬(ma)氏體(ti)組織。這種馬(ma)氏體(ti)中的(de)(de)碳(tan)和(he)合(he)金元素(su)的(de)(de)過飽(bao)和(he)程(cheng)度(du)(du)(du)遠(yuan)遠(yuan)高(gao)于經(jing)760℃左(zuo)右(you)溫(wen)度(du)(du)(du)調(diao)整(zheng)得到(dao)(dao)的(de)(de)馬(ma)氏體(ti)中碳(tan)和(he)合(he)金元素(su)的(de)(de)過飽(bao)和(he)程(cheng)度(du)(du)(du)。所以(yi),高(gao)溫(wen)調(diao)整(zheng)處(chu)理(li)并經(jing)冷(leng)(leng)處(chu)理(li)后得到(dao)(dao)的(de)(de)馬(ma)氏體(ti)基(ji)體(ti)強(qiang)度(du)(du)(du)高(gao),經(jing)時(shi)效后,沉(chen)淀強(qiang)化的(de)(de)效果也大(da)。有試(shi)驗數據表明,0Cr17Ni7Al 鋼(gang)(gang)經(jing)固(gu)(gu)溶 960℃調(diao)整(zheng)、 -73℃冷(leng)(leng)處(chu)理(li)時(shi)效處(chu)理(li)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)比固(gu)(gu)溶 -760℃調(diao)整(zheng)-時(shi)效處(chu)理(li)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)能提高(gao)20%左(zuo)右(you)。
調整處(chu)理的作(zuo)用是調整M.點,調整處(chu)理溫(wen)度的準確程度對處(chu)理效果的影響相似于固溶(rong)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(leng)處理(li)
0Cr17Ni7Al冷處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)目的(de)(de)是使調整(zheng)(zheng)處(chu)(chu)理(li)后(hou)還存(cun)在的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)能繼(ji)續向馬(ma)氏(shi)體(ti)轉變。冷處(chu)(chu)理(li)一(yi)般采用(yong)(yong)-73℃,較(jiao)長時(shi)間地保(bao)(bao)持,通(tong)常保(bao)(bao)持8h以上,以確保(bao)(bao)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)充分(fen)轉變。采用(yong)(yong)-73℃保(bao)(bao)溫,是因為這個溫度(du)已(yi)經(jing)低于(yu)經(jing)過調整(zheng)(zheng)處(chu)(chu)理(li)(960℃左右調整(zheng)(zheng))后(hou)的(de)(de)Ms 溫度(du)。由于(yu)是在極低的(de)(de)溫度(du)下轉變,才需要有較(jiao)長的(de)(de)等(deng)溫保(bao)(bao)持時(shi)間。處(chu)(chu)理(li)后(hou)再經(jing)時(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li),使材料(liao)獲得高的(de)(de)強度(du)和韌性配合(he)(he)的(de)(de)綜合(he)(he)機(ji)械性能。
為保證好(hao)的(de)冷(leng)處理效果,要(yao)注意在調整處理后盡快進行冷(leng)處理,最好(hao)不超(chao)過(guo)1小時(shi),最多不要(yao)超(chao)過(guo)8小時(shi),因為放置時(shi)間長了會促使奧氏體的(de)穩定化,影響(xiang)冷(leng)處理效果。
4. 冷變形處理
0Cr17Ni7Al鋼的冷變形加(jia)(jia)工處理,主要是指為(wei)獲得絲材(cai)、薄板材(cai)、帶材(cai)的冷加(jia)(jia)工變形過程。
冷(leng)加工(gong)變(bian)形(xing)(xing)度會(hui)影響(xiang)Ma溫度,從(cong)而影響(xiang)獲(huo)得的(de)(de)馬氏(shi)體(ti)量、最終反(fan)映在沉(chen)淀硬化(hua)后的(de)(de)硬度和強(qiang)度不同。有試驗研究(jiu)表(biao)明,冷(leng)變(bian)形(xing)(xing)加工(gong)量大于50%時,才(cai)會(hui)突(tu)顯強(qiang)化(hua)作用。冷(leng)變(bian)形(xing)(xing)量越大,時效(xiao)(xiao)后沉(chen)淀強(qiang)化(hua)的(de)(de)效(xiao)(xiao)果(guo)越明顯,見表(biao)5-6。

5. 時效處理
0Cr17Ni7Al 時效(xiao)處(chu)(chu)理時的(de)主要(yao)沉(chen)淀析出物是鎳-鋁金屬(shu)間化(hua)合(he)物。時效(xiao)溫(wen)度的(de)確定主要(yao)是根據對性能的(de)要(yao)求和(he)時效(xiao)處(chu)(chu)理前(qian)的(de)經歷程序。目前(qian),通常使用(yong)的(de)方式有以下幾(ji)種。
a. 固溶處(chu)理(li)后采(cai)用(yong)760℃左右溫度調整處(chu)理(li),時效(xiao)溫度采(cai)用(yong)560℃左右,空冷。
b. 固溶處理(li)(li)后采用960℃左(zuo)(zuo)右(you)溫(wen)度調(diao)整處理(li)(li),再進行-73℃左(zuo)(zuo)右(you)溫(wen)度冷處理(li)(li),時效溫(wen)度采用510℃左(zuo)(zuo)右(you),空冷。
c. 固溶處理后采用冷加工變形時(如冷拉絲(si)、冷軋板(ban)等),時效溫(wen)度采用490℃左(zuo)右,空(kong)冷。
時效(xiao)處理的溫(wen)(wen)(wen)度控制(zhi)要更精(jing)確,最好控制(zhi)在工藝溫(wen)(wen)(wen)度±5℃范圍內,時效(xiao)保溫(wen)(wen)(wen)時間一(yi)般要比固(gu)溶(rong)保溫(wen)(wen)(wen)時間延長1~2倍。以保證沉淀相的充分(fen)析出。
