158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼是碳質量分數高達1.45%~1.70%的馬氏體不銹耐(nai)熱(re)鋼(gang),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、化學成分
158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼的化(hua)學(xue)成分見表4-124。
二、臨(lin)界(jie)點(dian)
Ac1≈810℃、Ac3≈1200℃、Ar1≈760℃、Ms≈185℃。
三、熱加工
158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼鍛造工(gong)藝規范見表4-125。
由(you)于(yu)(yu)158Cr12MoV(1Cr12MoV)鋼屬(shu)于(yu)(yu)萊氏體鋼,鋼中碳化(hua)(hua)物(wu)偏(pian)析(xi)。為了改(gai)善碳化(hua)(hua)物(wu)的(de)不(bu)均勻,在加工(gong)前必須(xu)鍛(duan)(duan)造(zao)或(huo)(huo)改(gai)鍛(duan)(duan),鍛(duan)(duan)造(zao)實際操作時(shi)一定要(yao)嚴格(ge)執行鍛(duan)(duan)造(zao)工(gong)藝規范,其關鍵在于(yu)(yu)毛坯加熱溫度及保溫時(shi)間(jian)。溫度低、時(shi)間(jian)短、透燒不(bu)足(zu)或(huo)(huo)變形抗(kang)力太大,會(hui)產生鍛(duan)(duan)件(jian)內裂或(huo)(huo)裂紋;而加熱溫度過(guo)(guo)高,會(hui)使(shi)毛坯過(guo)(guo)熱或(huo)(huo)過(guo)(guo)燒,導致鍛(duan)(duan)打(da)碎(sui)裂而報廢;保溫時(shi)間(jian)長,會(hui)造(zao)成晶(jing)粒長大及表面嚴重脫碳。加熱時(shi)要(yao)先預熱,再逐漸升溫,注意工(gong)件(jian)放置的(de)位(wei)置要(yao)適當,且(qie)應注意翻(fan)料,以便均勻加熱。
鍛打時堅(jian)持(chi)多向鐓(dui)拔,反(fan)復鐓(dui)粗、拔長(chang),將(jiang)網(wang)狀(zhuang)碳化(hua)物和共晶(jing)碳化(hua)物打碎,消(xiao)除(chu)碳化(hua)物的不均勻性(xing)。鍛后應注意(yi)緩冷并及時退火。
四(si)、預備熱(re)處理(li)
預備熱處理(li)的過程如(ru)下:
1. 鍛后一(yi)般退火(huo):加熱溫(wen)度為850~870℃,保溫(wen)4~5h,爐(lu)冷至500℃以下出爐(lu)空冷,退火(huo)后硬(ying)度≤229HBW,組織為粒(li)狀(zhuang)珠光體+碳化物。
2. 鍛后(hou)(hou)等溫退火(huo)(huo):加熱溫度為850~870℃,保溫1~2h;爐(lu)冷(leng)至(zhi)720~750℃,保溫3~4h,爐(lu)冷(leng)至(zhi)550℃以下出爐(lu)空冷(leng)。退火(huo)(huo)后(hou)(hou)硬度為207~255HBW,組織為細(xi)珠光(guang)體+碳化物。
3. 高溫(wen)回(hui)火:加(jia)熱溫(wen)度為760~790℃,保溫(wen)2~3h,爐冷或空冷,硬度為207~255HBW。
五、淬(cui)火及回火
具(ju)體分述如下:
1. 推薦淬火規(gui)范見表4-126。
2. 回火(huo)規范見表(biao)4-127,不同回火(huo)溫度與(yu)硬度的關(guan)系見表(biao)4-128。
3. 不(bu)同加熱和冷卻條(tiao)件下的硬(ying)度(du)與淬火溫度(du)的關系見表4-129。
4. 等溫淬火
1030℃加熱保溫后,在250~280℃溫度下的(de)(de)硝鹽(yan)中等(deng)(deng)溫一(yi)段時(shi)間后空(kong)冷(leng),可(ke)以獲得下貝(bei)氏體(ti)+馬氏體(ti)+殘(can)留(liu)奧氏體(ti)+碳(tan)化物(wu)的(de)(de)混合組(zu)織,然后再(zai)經過適當溫度回(hui)火,即可(ke)獲得滿意的(de)(de)性能。等(deng)(deng)溫淬火的(de)(de)最大(da)優點,就在于不降(jiang)低工件強度的(de)(de)同(tong)時(shi),能大(da)幅度提高(gao)模具的(de)(de)韌(ren)性,工件的(de)(de)使用壽(shou)命一(yi)般可(ke)以提高(gao)30%~50%。
5. 固(gu)溶雙細化工(gong)藝
完全利用熱(re)處理方法,使碳化物細(xi)化、棱角圓(yuan)整化,同(tong)時使奧(ao)氏(shi)體晶(jing)(jing)粒(li)超細(xi)化,其主要(yao)的(de)工(gong)藝措施是高溫固(gu)溶(rong)和循(xun)環細(xi)化。高溫固(gu)溶(rong)可以改善碳化物的(de)形態(tai)和粒(li)度。循(xun)環細(xi)化的(de)目的(de)在(zai)于使奧(ao)氏(shi)體晶(jing)(jing)粒(li)超細(xi)化。現將(jiang)158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹(xiu)鋼(gang)固(gu)溶(rong)雙細(xi)化工(gong)藝簡述如(ru)下;
固溶(rong)處理(li)是(shi)將零(ling)件粗加工后(hou)在高溫加熱(re)固溶(rong),加熱(re)溫度(du)為(wei)1100~1150℃(加熱(re)過程中預(yu)熱(re)兩(liang)次),保(bao)溫一段時間后(hou)可(ke)直接淬入熱(re)油或等溫處理(li)后(hou)轉變為(wei)下貝氏體(ti)+馬(ma)氏體(ti)的(de)復(fu)合組織(zhi)。回火(huo)溫度(du)為(wei)750℃,保(bao)溫1h,組織(zhi)為(wei)細(xi)片狀珠(zhu)光體(ti)為(wei)基體(ti)的(de)原始(shi)組織(zhi)。
雙細化工藝是在最終熱(re)處(chu)理(li)前再增加一次低溫淬火,加熱(re)溫度(du)為960℃,油冷淬火,300℃左右(you)出油空冷。
經(jing)固溶雙細化(hua)后,158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼的(de)(de)沖擊(ji)韌度可以(yi)(yi)成倍(bei)提(ti)高,零件的(de)(de)使用壽(shou)命可以(yi)(yi)翻幾番,工序雖然(ran)增加,單位成本有所上(shang)升(sheng),但總(zong)的(de)(de)經(jing)濟效益仍然(ran)很高。