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。
半奧氏體(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)化不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)提高馬氏體(ti)點和(he)增加馬氏體(ti)量的方法(fa)通常有調整處(chu)理(li)(li)(T處(chu)理(li)(li))、冷(leng)變形(xing)處(chu)理(li)(li)(C處(chu)理(li)(li))和(he)冷(leng)處(chu)理(li)(li)(R處(chu)理(li)(li))。所(suo)以,半奧氏體(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)化不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的熱(re)處(chu)理(li)(li)比馬氏體(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)化不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)熱(re)處(chu)理(li)(li)復雜一(yi)些。
0Cr17Ni7AI(PH17-7)是半奧(ao)氏體沉淀硬化不(bu)銹鋼的(de)典(dian)型牌(pai)號,其化學(xue)(xue)成分見表(biao)5-4,標準規(gui)定的(de)力學(xue)(xue)性能(neng)見表(biao)5-5。


0Cr17Ni7Al 中的(de)(de)沉淀硬化元素是鋁,在時效(xiao)時,以鎳一部化合物(wu)析出(chu)的(de)(de)形式使鋼得到硬化。
0Cr17Ni7Al鋼的熱處理一般(ban)有三種組(zu)合方式。固溶處理(A)-加工(gong)-調(diao)整(zheng)處理(T)-時(shi)效處理(H).
固溶(rong)處理(A)-加(jia)工(gong)-調整處理(T)-冷(leng)處理(R)-時(shi)效(xiao)處理(H).
固溶(rong)處理(li)(li)(A)-冷(leng)變形處理(li)(li)(C)-時效處理(li)(li)(H).
1. 固溶(rong)處理
0Cr17Ni7Al鋼固溶處理的加熱溫度(du)可選擇1040~1050℃,保溫后(hou)視(shi)情況空冷(leng)、油冷(leng)或水(shui)冷(leng)。處理后(hou)的組織基本是奧氏(shi)體組織,可能有少量鐵素體,硬度(du)很(hen)低(di),一般達200HB左右(you)。強度(du)低(di),但塑性高。
固(gu)溶處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度準確度、均勻性(xing)及冷(leng)卻效(xiao)果(guo)都會(hui)(hui)(hui)影響(xiang)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)最終處(chu)理(li)(li)效(xiao)果(guo)。0Cr17Ni7Al固(gu)溶處(chu)理(li)(li)后可能含(han)有5%~10%的(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti),如(ru)(ru)(ru)果(guo)加(jia)熱溫(wen)(wen)度超高,鐵素(su)體(ti)量(liang)(liang)就會(hui)(hui)(hui)增(zeng)多,特別是(shi)鋼(gang)中含(han)碳(tan)量(liang)(liang)低(di)時,鐵素(su)體(ti)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)更(geng)明顯(xian)。如(ru)(ru)(ru)果(guo)超溫(wen)(wen)太多,材(cai)(cai)料(liao)(liao)過(guo)(guo)熱而產生(sheng)過(guo)(guo)量(liang)(liang)鐵素(su)體(ti),在以(yi)后的(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)中很難(nan)消除(chu),將直接影響(xiang)時效(xiao)后的(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)質量(liang)(liang)。反之,如(ru)(ru)(ru)果(guo)固(gu)溶溫(wen)(wen)度過(guo)(guo)低(di),材(cai)(cai)料(liao)(liao)M.點會(hui)(hui)(hui)上升,冷(leng)卻后的(de)(de)(de)(de)組織中可能會(hui)(hui)(hui)產生(sheng)部(bu)(bu)分(fen)馬氏體(ti),這(zhe)(zhe)不(bu)僅(jin)給下(xia)一(yi)步的(de)(de)(de)(de)成型(xing)加(jia)工造成困難(nan),還會(hui)(hui)(hui)因為這(zhe)(zhe)部(bu)(bu)分(fen)馬氏體(ti)過(guo)(guo)飽和碳(tan)及合金的(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)不(bu)足,達不(bu)到理(li)(li)想的(de)(de)(de)(de)硬度,也會(hui)(hui)(hui)影響(xiang)最終的(de)(de)(de)(de)沉淀強化(hua)效(xiao)果(guo),得不(bu)到理(li)(li)想的(de)(de)(de)(de)硬度和強度,還影響(xiang)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)彈性(xing),所以(yi),對于用0Cr17Ni7Al制(zhi)造的(de)(de)(de)(de)彈性(xing)件的(de)(de)(de)(de)熱處(chu)理(li)(li)更(geng)應注意這(zhe)(zhe)一(yi)問題。
2. 調整處理
調整處(chu)理(li)的(de)(de)作(zuo)用是通過加熱(re)使奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)中的(de)(de)合金(jin)碳化物析出,降(jiang)低(di)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)穩定性,從(cong)而提(ti)高馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變溫度(du)(du)(du),以(yi)保證(zheng)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)向(xiang)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變,調整加熱(re)溫度(du)(du)(du)不(bu)同(tong),對(dui)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變溫度(du)(du)(du)的(de)(de)改變程度(du)(du)(du)也(ye)不(bu)同(tong),冷卻后馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)量也(ye)不(bu)同(tong),從(cong)而反映(ying)出硬度(du)(du)(du)上的(de)(de)差別(bie)。
目前,0Cr17Ni7Al在實(shi)際生產中的調整處理一般有兩種溫度選擇。
一種是(shi)當對鋼(gang)的強度(du)要求不高時,可(ke)采用760℃左(zuo)右(you)的溫度(du)加熱,Ms點(dian)可(ke)提(ti)高到70℃左(zuo)右(you),冷(leng)卻后(hou)(hou),基體(ti)是(shi)馬氏體(ti)組織,馬氏體(ti)中的碳(tan)和合金元素(su)有(you)一定程度(du)的過飽和。然后(hou)(hou)再進行時效處(chu)理。
第(di)二種情(qing)況是(shi)對鋼的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)要求很高(gao)時,可(ke)采(cai)用960℃左(zuo)(zuo)右的(de)(de)(de)(de)(de)加熱溫度(du)(du)(du),此時鋼的(de)(de)(de)(de)(de)M.點在-70~-60℃,冷(leng)卻后,基(ji)體(ti)是(shi)碳和合(he)(he)金(jin)充分過飽(bao)和的(de)(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti),然后應再進行(xing)一次 -73℃左(zuo)(zuo)右的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)處(chu)(chu)理(li),得到馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)組織(zhi)。這種馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)中的(de)(de)(de)(de)(de)碳和合(he)(he)金(jin)元素的(de)(de)(de)(de)(de)過飽(bao)和程度(du)(du)(du)遠遠高(gao)于(yu)經760℃左(zuo)(zuo)右溫度(du)(du)(du)調(diao)整(zheng)得到的(de)(de)(de)(de)(de)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)中碳和合(he)(he)金(jin)元素的(de)(de)(de)(de)(de)過飽(bao)和程度(du)(du)(du)。所以,高(gao)溫調(diao)整(zheng)處(chu)(chu)理(li)并經冷(leng)處(chu)(chu)理(li)后得到的(de)(de)(de)(de)(de)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)基(ji)體(ti)強(qiang)度(du)(du)(du)高(gao),經時效后,沉(chen)淀強(qiang)化的(de)(de)(de)(de)(de)效果也(ye)大。有試驗數據表明,0Cr17Ni7Al 鋼經固(gu)溶(rong) 960℃調(diao)整(zheng)、 -73℃冷(leng)處(chu)(chu)理(li)時效處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)比(bi)固(gu)溶(rong) -760℃調(diao)整(zheng)-時效處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)能提高(gao)20%左(zuo)(zuo)右。
調整處(chu)理(li)的作用是調整M.點(dian),調整處(chu)理(li)溫度的準確程度對處(chu)理(li)效果的影響相(xiang)似(si)于(yu)固(gu)溶處(chu)理(li)。
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)理的(de)目的(de)是(shi)使(shi)調(diao)整(zheng)處(chu)理后(hou)還存在的(de)奧氏體(ti)(ti)能繼(ji)續向馬氏體(ti)(ti)轉(zhuan)變。冷處(chu)理一般采用(yong)-73℃,較長(chang)時間地保持,通常保持8h以上,以確保奧氏體(ti)(ti)的(de)充(chong)分(fen)轉(zhuan)變。采用(yong)-73℃保溫,是(shi)因(yin)為這個溫度(du)已經(jing)(jing)低于經(jing)(jing)過調(diao)整(zheng)處(chu)理(960℃左右(you)調(diao)整(zheng))后(hou)的(de)Ms 溫度(du)。由于是(shi)在極低的(de)溫度(du)下轉(zhuan)變,才(cai)需要(yao)有較長(chang)的(de)等溫保持時間。處(chu)理后(hou)再經(jing)(jing)時效處(chu)理,使(shi)材料(liao)獲得(de)高的(de)強度(du)和韌性配合(he)的(de)綜合(he)機械性能。
為保證好的冷處(chu)理效果(guo),要注意在(zai)調整處(chu)理后(hou)盡(jin)快進行冷處(chu)理,最好不(bu)超(chao)過(guo)1小時,最多(duo)不(bu)要超(chao)過(guo)8小時,因為放置時間長了會促使奧氏體的穩定化,影響(xiang)冷處(chu)理效果(guo)。
4. 冷變形(xing)處理
0Cr17Ni7Al鋼的(de)冷變形加工處理,主要是指為獲得絲材(cai)(cai)、薄板(ban)材(cai)(cai)、帶(dai)材(cai)(cai)的(de)冷加工變形過程。
冷加工(gong)變(bian)形度(du)(du)會(hui)影(ying)響Ma溫度(du)(du),從而影(ying)響獲得的馬氏體量、最終(zhong)反映(ying)在沉淀(dian)硬化后的硬度(du)(du)和強(qiang)度(du)(du)不同。有試驗研究表(biao)明(ming),冷變(bian)形加工(gong)量大于(yu)50%時,才會(hui)突顯(xian)強(qiang)化作用。冷變(bian)形量越(yue)大,時效后沉淀(dian)強(qiang)化的效果越(yue)明(ming)顯(xian),見表(biao)5-6。

5. 時(shi)效(xiao)處理
0Cr17Ni7Al 時(shi)(shi)效(xiao)處理時(shi)(shi)的主要(yao)沉淀析出物是鎳-鋁金屬間化合(he)物。時(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度的確(que)定(ding)主要(yao)是根據對(dui)性能的要(yao)求(qiu)和時(shi)(shi)效(xiao)處理前的經歷程序。目前,通常使用的方式(shi)有(you)以下幾(ji)種。
a. 固溶處理(li)后采(cai)用760℃左(zuo)(zuo)右溫度(du)調整處理(li),時效溫度(du)采(cai)用560℃左(zuo)(zuo)右,空(kong)冷。
b. 固溶處理(li)后采用(yong)960℃左(zuo)右溫(wen)度調整處理(li),再進行-73℃左(zuo)右溫(wen)度冷(leng)處理(li),時效溫(wen)度采用(yong)510℃左(zuo)右,空冷(leng)。
c. 固(gu)溶處(chu)理后采(cai)用(yong)冷加工變形時(shi)(如冷拉絲、冷軋板等),時(shi)效(xiao)溫度采(cai)用(yong)490℃左右,空冷。
時效處(chu)理的溫度(du)控(kong)制要(yao)更精確,最好控(kong)制在工(gong)藝溫度(du)±5℃范圍內,時效保溫時間(jian)一(yi)般要(yao)比固溶保溫時間(jian)延(yan)長1~2倍。以保證沉淀相的充(chong)分(fen)析出。
