158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼是碳質量分數高達1.45%~1.70%的馬氏體不銹耐熱鋼,鋼中加入Mo、V,Mo能減輕碳化物偏析并提高淬透性,V能細化晶粒,增加韌性。該鋼具有高淬透性,斷面在400mm以下可以完全淬透,在300~400℃仍可保持良好的硬度和耐磨性,淬火時體積變化量小,又有高的耐磨性和良好的綜合性能,所以可以制造斷面大、形狀復雜、經常承受較大沖擊的各種模具,并可作為航空用不銹耐熱鋼棒材。
一(yi)、化學成(cheng)分
158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼的化(hua)學成分見表4-124。
二(er)、臨(lin)界(jie)點
Ac1≈810℃、Ac3≈1200℃、Ar1≈760℃、Ms≈185℃。
三(san)、熱加工(gong)
158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹(xiu)鋼鍛造工(gong)藝規范見表4-125。
由于158Cr12MoV(1Cr12MoV)鋼屬于萊(lai)氏體(ti)鋼,鋼中碳(tan)化物偏析。為了改(gai)善碳(tan)化物的不(bu)均(jun)勻,在加工前必須鍛(duan)(duan)(duan)造或(huo)改(gai)鍛(duan)(duan)(duan),鍛(duan)(duan)(duan)造實際操作時一定(ding)要嚴(yan)格執(zhi)行鍛(duan)(duan)(duan)造工藝規(gui)范,其(qi)關鍵在于毛(mao)坯加熱(re)溫(wen)(wen)度及(ji)保(bao)溫(wen)(wen)時間(jian)。溫(wen)(wen)度低(di)、時間(jian)短、透(tou)燒不(bu)足或(huo)變(bian)形抗力太大,會產(chan)生鍛(duan)(duan)(duan)件內裂(lie)或(huo)裂(lie)紋;而加熱(re)溫(wen)(wen)度過(guo)高,會使毛(mao)坯過(guo)熱(re)或(huo)過(guo)燒,導致鍛(duan)(duan)(duan)打碎(sui)裂(lie)而報廢;保(bao)溫(wen)(wen)時間(jian)長(chang),會造成晶粒長(chang)大及(ji)表面(mian)嚴(yan)重脫(tuo)碳(tan)。加熱(re)時要先(xian)預熱(re),再逐漸升溫(wen)(wen),注意(yi)工件放(fang)置的位置要適當,且應(ying)注意(yi)翻料,以便(bian)均(jun)勻加熱(re)。
鍛(duan)(duan)打(da)時堅持多(duo)向(xiang)鐓拔,反復(fu)鐓粗、拔長,將網狀碳化物(wu)和共(gong)晶碳化物(wu)打(da)碎,消除碳化物(wu)的不均勻性(xing)。鍛(duan)(duan)后應(ying)注意緩(huan)冷并及時退火。
四、預備熱(re)處理
預備熱處理的過程如下:
1. 鍛后(hou)一般退火:加熱溫度為850~870℃,保溫4~5h,爐(lu)冷至500℃以下出爐(lu)空冷,退火后(hou)硬度≤229HBW,組織為粒(li)狀珠光體+碳化物。
2. 鍛(duan)后(hou)等溫退火:加熱溫度(du)為(wei)850~870℃,保(bao)溫1~2h;爐(lu)冷至720~750℃,保(bao)溫3~4h,爐(lu)冷至550℃以(yi)下(xia)出(chu)爐(lu)空冷。退火后(hou)硬度(du)為(wei)207~255HBW,組織為(wei)細珠光(guang)體+碳化物(wu)。
3. 高溫(wen)回火:加熱溫(wen)度(du)為(wei)760~790℃,保溫(wen)2~3h,爐(lu)冷或空冷,硬(ying)度(du)為(wei)207~255HBW。
五、淬火及回(hui)火
具體(ti)分(fen)述如下:
1. 推薦淬火規范見表4-126。
2. 回火(huo)規范見(jian)表4-127,不同回火(huo)溫(wen)度(du)(du)與硬度(du)(du)的關系(xi)見(jian)表4-128。
3. 不同加(jia)熱和冷卻條件下(xia)的硬度與淬火溫(wen)度的關系見表4-129。
4. 等溫淬火(huo)
1030℃加熱保溫(wen)后,在(zai)250~280℃溫(wen)度(du)下(xia)(xia)的(de)(de)硝(xiao)鹽中等(deng)溫(wen)一段時間后空(kong)冷,可以(yi)獲(huo)得下(xia)(xia)貝(bei)氏(shi)體(ti)+馬氏(shi)體(ti)+殘留奧氏(shi)體(ti)+碳(tan)化物的(de)(de)混合組(zu)織(zhi),然后再經過適當溫(wen)度(du)回火,即可獲(huo)得滿意的(de)(de)性能(neng)。等(deng)溫(wen)淬火的(de)(de)最(zui)大優點,就在(zai)于不降(jiang)低工件(jian)強度(du)的(de)(de)同時,能(neng)大幅(fu)度(du)提高模具的(de)(de)韌性,工件(jian)的(de)(de)使用(yong)壽命一般可以(yi)提高30%~50%。
5. 固溶(rong)雙細化工藝
完全利(li)用(yong)熱處(chu)理方法(fa),使碳化(hua)物(wu)細(xi)化(hua)、棱角圓(yuan)整化(hua),同時使奧(ao)氏體(ti)晶粒(li)超細(xi)化(hua),其主(zhu)要的工藝(yi)措(cuo)施是(shi)高溫固溶和(he)循環細(xi)化(hua)。高溫固溶可以改(gai)善碳化(hua)物(wu)的形態和(he)粒(li)度。循環細(xi)化(hua)的目的在于使奧(ao)氏體(ti)晶粒(li)超細(xi)化(hua)。現將158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼固溶雙細(xi)化(hua)工藝(yi)簡述如下;
固(gu)溶(rong)處(chu)理(li)是將零(ling)件粗(cu)加(jia)(jia)工(gong)后在高溫加(jia)(jia)熱(re)固(gu)溶(rong),加(jia)(jia)熱(re)溫度(du)為(wei)1100~1150℃(加(jia)(jia)熱(re)過程中預熱(re)兩次),保(bao)溫一(yi)段(duan)時間后可直接淬入熱(re)油或等(deng)溫處(chu)理(li)后轉變為(wei)下貝氏(shi)體+馬氏(shi)體的復合組(zu)織(zhi)。回火(huo)溫度(du)為(wei)750℃,保(bao)溫1h,組(zu)織(zhi)為(wei)細片狀珠光體為(wei)基體的原(yuan)始組(zu)織(zhi)。
雙細化工藝是在最(zui)終(zhong)熱處理(li)前再增加(jia)一次低溫(wen)淬(cui)火,加(jia)熱溫(wen)度(du)為960℃,油(you)冷淬(cui)火,300℃左(zuo)右出油(you)空冷。
經固溶雙細化后,158Cr12MoV(1Cr12MoV)不(bu)銹鋼的沖(chong)擊韌度可以成倍提高,零件的使用壽(shou)命可以翻幾番,工序雖然增加,單位成本有所(suo)上升,但總的經濟效益仍然很(hen)高。