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)(ao)氏體(ti)(ti)沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼提(ti)高(gao)馬氏體(ti)(ti)點和增(zeng)加馬氏體(ti)(ti)量的方法通(tong)常有調整處(chu)(chu)理(li)(li)(T處(chu)(chu)理(li)(li))、冷變形處(chu)(chu)理(li)(li)(C處(chu)(chu)理(li)(li))和冷處(chu)(chu)理(li)(li)(R處(chu)(chu)理(li)(li))。所(suo)以,半(ban)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼的熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)比馬氏體(ti)(ti)沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)復雜一些。


0Cr17Ni7AI(PH17-7)是半奧氏體(ti)沉淀硬化不銹(xiu)鋼的(de)典(dian)型(xing)牌(pai)號,其化學成分見(jian)表5-4,標準規定的(de)力學性能見(jian)表5-5。



 0Cr17Ni7Al 中(zhong)的(de)沉淀硬化元(yuan)素是(shi)鋁,在(zai)時效時,以鎳一部化合物析出的(de)形式(shi)使(shi)鋼得到硬化。


 0Cr17Ni7Al鋼的熱處理一(yi)般有(you)三種(zhong)組合方式。固(gu)溶處理(A)-加工-調整處理(T)-時效處理(H).


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


 固溶處理(A)-冷變形處理(C)-時效(xiao)處理(H).



1. 固溶處理


 0Cr17Ni7Al鋼固溶處(chu)理(li)的加熱溫度(du)可(ke)選擇(ze)1040~1050℃,保溫后(hou)視情況空冷、油冷或水冷。處(chu)理(li)后(hou)的組織基(ji)本是奧氏體組織,可(ke)能有少量鐵(tie)素體,硬度(du)很低,一般(ban)達(da)200HB左右。強度(du)低,但(dan)塑性高。


 固(gu)溶(rong)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)溫度(du)(du)準確度(du)(du)、均(jun)勻性(xing)及冷卻(que)效(xiao)果(guo)(guo)都會(hui)(hui)(hui)影響材料的(de)(de)(de)最終處(chu)理(li)(li)效(xiao)果(guo)(guo)。0Cr17Ni7Al固(gu)溶(rong)處(chu)理(li)(li)后可能(neng)含有5%~10%的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti),如(ru)(ru)果(guo)(guo)加熱溫度(du)(du)超(chao)高(gao),鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)量(liang)(liang)就(jiu)會(hui)(hui)(hui)增多,特(te)別是鋼中(zhong)(zhong)含碳量(liang)(liang)低(di)時(shi),鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)增加更(geng)明顯。如(ru)(ru)果(guo)(guo)超(chao)溫太多,材料過(guo)熱而產生過(guo)量(liang)(liang)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti),在以(yi)后的(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)中(zhong)(zhong)很難消除,將直接影響時(shi)效(xiao)后的(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)質(zhi)量(liang)(liang)。反之,如(ru)(ru)果(guo)(guo)固(gu)溶(rong)溫度(du)(du)過(guo)低(di),材料M.點會(hui)(hui)(hui)上升,冷卻(que)后的(de)(de)(de)組織中(zhong)(zhong)可能(neng)會(hui)(hui)(hui)產生部分馬氏體(ti)(ti)(ti),這(zhe)不(bu)(bu)(bu)僅給下(xia)一步的(de)(de)(de)成型加工(gong)造成困難,還(huan)會(hui)(hui)(hui)因為這(zhe)部分馬氏體(ti)(ti)(ti)過(guo)飽和碳及合(he)金(jin)的(de)(de)(de)量(liang)(liang)不(bu)(bu)(bu)足(zu),達(da)不(bu)(bu)(bu)到理(li)(li)想的(de)(de)(de)硬度(du)(du),也會(hui)(hui)(hui)影響最終的(de)(de)(de)沉淀(dian)強化效(xiao)果(guo)(guo),得不(bu)(bu)(bu)到理(li)(li)想的(de)(de)(de)硬度(du)(du)和強度(du)(du),還(huan)影響材料的(de)(de)(de)彈(dan)性(xing),所(suo)以(yi),對于用0Cr17Ni7Al制造的(de)(de)(de)彈(dan)性(xing)件(jian)的(de)(de)(de)熱處(chu)理(li)(li)更(geng)應注意這(zhe)一問題。



2. 調整(zheng)處理


 調整(zheng)(zheng)處理的作用(yong)是通過加熱(re)使(shi)奧氏體(ti)(ti)(ti)中的合(he)金碳化物(wu)析出,降(jiang)低奧氏體(ti)(ti)(ti)的穩定性(xing),從而提高(gao)馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)溫(wen)(wen)度(du),以保證(zheng)奧氏體(ti)(ti)(ti)向(xiang)馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)的轉(zhuan)(zhuan)變(bian),調整(zheng)(zheng)加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)不同,對馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)溫(wen)(wen)度(du)的改(gai)變(bian)程度(du)也不同,冷(leng)卻后(hou)馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)量也不同,從而反映出硬度(du)上的差別。


 目前,0Cr17Ni7Al在實(shi)際生(sheng)產中的調整(zheng)處理一般(ban)有兩(liang)種溫度選擇。


 一種是當對鋼的(de)強度要求不(bu)高(gao)時(shi),可采用760℃左右(you)的(de)溫(wen)度加熱(re),Ms點可提高(gao)到70℃左右(you),冷卻后(hou),基(ji)體(ti)是馬(ma)氏體(ti)組織,馬(ma)氏體(ti)中的(de)碳和合金(jin)元素有一定程度的(de)過飽和。然后(hou)再進行時(shi)效處理。


 第二種情況是(shi)對鋼(gang)的(de)(de)(de)強度(du)要求很高時,可采用960℃左(zuo)右的(de)(de)(de)加熱溫度(du),此時鋼(gang)的(de)(de)(de)M.點在-70~-60℃,冷卻后(hou)(hou),基體(ti)(ti)是(shi)碳(tan)和(he)合金充分過(guo)(guo)飽和(he)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti),然后(hou)(hou)應再進行一次 -73℃左(zuo)右的(de)(de)(de)冷處(chu)理,得(de)到(dao)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)織。這種馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)碳(tan)和(he)合金元素(su)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)飽和(he)程度(du)遠遠高于(yu)經(jing)(jing)760℃左(zuo)右溫度(du)調整(zheng)(zheng)得(de)到(dao)的(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中(zhong)碳(tan)和(he)合金元素(su)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)飽和(he)程度(du)。所以,高溫調整(zheng)(zheng)處(chu)理并經(jing)(jing)冷處(chu)理后(hou)(hou)得(de)到(dao)的(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)基體(ti)(ti)強度(du)高,經(jing)(jing)時效后(hou)(hou),沉淀強化(hua)的(de)(de)(de)效果也大。有試驗數據表明,0Cr17Ni7Al 鋼(gang)經(jing)(jing)固溶 960℃調整(zheng)(zheng)、 -73℃冷處(chu)理時效處(chu)理的(de)(de)(de)強度(du)比(bi)固溶 -760℃調整(zheng)(zheng)-時效處(chu)理的(de)(de)(de)強度(du)能提高20%左(zuo)右。


 調整處理的(de)作用是調整M.點,調整處理溫度(du)的(de)準(zhun)確程度(du)對處理效果的(de)影響相似于固溶(rong)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(li)


  0Cr17Ni7Al冷處(chu)理(li)(li)(li)的目的是使調整(zheng)(zheng)處(chu)理(li)(li)(li)后還(huan)存在的奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)能繼續向馬氏(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)。冷處(chu)理(li)(li)(li)一般(ban)采用(yong)-73℃,較長時(shi)間地保(bao)持,通常(chang)保(bao)持8h以上,以確保(bao)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)的充分轉(zhuan)(zhuan)變(bian)。采用(yong)-73℃保(bao)溫(wen)(wen),是因為這個溫(wen)(wen)度(du)已經(jing)低于(yu)經(jing)過調整(zheng)(zheng)處(chu)理(li)(li)(li)(960℃左右調整(zheng)(zheng))后的Ms 溫(wen)(wen)度(du)。由(you)于(yu)是在極低的溫(wen)(wen)度(du)下轉(zhuan)(zhuan)變(bian),才需要(yao)有較長的等溫(wen)(wen)保(bao)持時(shi)間。處(chu)理(li)(li)(li)后再(zai)經(jing)時(shi)效處(chu)理(li)(li)(li),使材(cai)料獲得高(gao)的強度(du)和韌性配(pei)合的綜合機械性能。


  為保(bao)證好(hao)的冷(leng)處(chu)理(li)效果,要(yao)注意在調整處(chu)理(li)后盡快進行冷(leng)處(chu)理(li),最(zui)好(hao)不超過1小(xiao)時(shi),最(zui)多不要(yao)超過8小(xiao)時(shi),因(yin)為放(fang)置(zhi)時(shi)間長了會促使奧氏(shi)體的穩定化,影(ying)響(xiang)冷(leng)處(chu)理(li)效果。



4. 冷變形處(chu)理


 0Cr17Ni7Al鋼的冷(leng)變(bian)形(xing)加工處理(li),主要是指為(wei)獲得(de)絲材、薄板材、帶材的冷(leng)加工變(bian)形(xing)過(guo)程。


 冷加工變形(xing)度會影(ying)響Ma溫度,從而影(ying)響獲(huo)得(de)的(de)馬氏體(ti)量(liang)、最終(zhong)反映(ying)在沉淀硬化后(hou)的(de)硬度和強(qiang)(qiang)度不同(tong)。有(you)試驗研究表(biao)明,冷變形(xing)加工量(liang)大于50%時(shi),才會突顯(xian)強(qiang)(qiang)化作用(yong)。冷變形(xing)量(liang)越(yue)大,時(shi)效后(hou)沉淀強(qiang)(qiang)化的(de)效果越(yue)明顯(xian),見表(biao)5-6。


表 6.jpg



5. 時效處(chu)理


 0Cr17Ni7Al 時(shi)(shi)效處(chu)理時(shi)(shi)的(de)主要沉淀析(xi)出物是(shi)鎳-鋁(lv)金屬間(jian)化合物。時(shi)(shi)效溫度(du)的(de)確定(ding)主要是(shi)根據(ju)對性能的(de)要求和(he)時(shi)(shi)效處(chu)理前的(de)經(jing)歷程序。目前,通常使(shi)用的(de)方式(shi)有以下幾種(zhong)。


 a. 固溶處理(li)后采用760℃左(zuo)右溫(wen)度調(diao)整處理(li),時效溫(wen)度采用560℃左(zuo)右,空冷(leng)。


 b. 固(gu)溶處(chu)(chu)理后采用(yong)960℃左(zuo)右(you)溫(wen)度(du)調整(zheng)處(chu)(chu)理,再進行-73℃左(zuo)右(you)溫(wen)度(du)冷(leng)處(chu)(chu)理,時效溫(wen)度(du)采用(yong)510℃左(zuo)右(you),空冷(leng)。


 c. 固溶處理后(hou)采用冷(leng)(leng)加(jia)工變形時(如(ru)冷(leng)(leng)拉(la)絲、冷(leng)(leng)軋板等),時效溫(wen)度采用490℃左(zuo)右,空冷(leng)(leng)。


時(shi)效(xiao)處理的溫度控制(zhi)要更精確,最好控制(zhi)在工(gong)藝(yi)溫度±5℃范(fan)圍內,時(shi)效(xiao)保(bao)溫時(shi)間(jian)一般要比固溶(rong)保(bao)溫時(shi)間(jian)延(yan)長1~2倍。以保(bao)證沉淀相的充(chong)分析出(chu)。