馬氏體沉淀硬化不銹鋼固溶處理后的基體組織基本上是馬氏體，已具有較好的強度，再經適當的時效處理即可滿足性能要求。一般情況下，采用固溶處理（A),再進行一次時效處理（H)。
0Cr17Ni4Cu4Nb(PH17-4)是(shi)馬氏體類沉淀(dian)硬(ying)化不銹鋼的典(dian)型牌號(hao)。其(qi)化學(xue)成(cheng)分見表5-1,標(biao)準規定的力學(xue)性能見表5-2。
0Cr17Ni4Cu4Nb 中的(de)主要沉淀硬化(hua)元素是銅，銅的(de)沉淀硬化(hua)作用明(ming)顯，但銅含量偏高時(shi)(shi)對(dui)韌性有(you)影響，對(dui)焊接性不(bu)利，對(dui)于鑄件還容易(yi)產生鑄造偏析(xi)。因此，實際生產時(shi)(shi)，常控(kong)制含銅量不(bu)大(da)于3.5%.加(jia)人鈮(ni)也可以在時(shi)(shi)效時(shi)(shi)起到(dao)沉淀硬化(hua)的(de)作用，并阻(zu)礙時(shi)(shi)效時(shi)(shi)組織的(de)晶粒長大(da)傾向。當(dang)然，鈮(ni)也起到(dao)穩(wen)定碳(tan)的(de)作用。
0Cr17Ni4Cu4Nb的熱(re)處(chu)理一(yi)般含固溶處(chu)理和時(shi)效處(chu)理。
1. 固溶(rong)處(chu)理
固溶加熱(re)溫度(du)應保證鋼中(zhong)的(de)(de)碳和(he)合金元素充(chong)分溶于奧氏體(ti)中(zhong)，但也不宜過高(gao)。太(tai)高(gao)的(de)(de)加熱(re)溫度(du)不僅會引(yin)起(qi)晶粒粗(cu)大，還會使(shi)(shi)馬氏體(ti)轉變(bian)點太(tai)低，致使(shi)(shi)固溶處理后產生(sheng)較多(duo)的(de)(de)殘留奧氏體(ti)。過高(gao)的(de)(de)加熱(re)溫度(du)還可能使(shi)(shi)固溶組織中(zhong)存在較多(duo)含量的(de)(de)鐵素體(ti)，影響強化效果。圖5-4是0Cr17Ni4Cu4Nb固溶加熱(re)溫度(du)對(dui)Ms 點和(he)硬度(du)影響的(de)(de)關系圖。
0Cr17Ni4Cu4Nb固(gu)溶加熱溫度(du)可(ke)選用1020~1060℃.這個固(gu)溶加熱溫度(du)可(ke)控制M.在80~120℃,M,在30℃左(zuo)右。
由(you)于(yu)0Cr17Ni4Cu4Nb含(han)有的鉻、鎳，使固溶(rong)奧氏(shi)體有較好(hao)的穩定性(xing)，空冷(leng)(leng)即可(ke)得到馬(ma)氏(shi)體組(zu)織，而且(qie)，含(han)銅的ε相析出速(su)度(du)較慢，不必擔心在固溶(rong)冷(leng)(leng)卻階段(duan)析出。但是，為(wei)使固溶(rong)處(chu)理后的組(zu)織更細，能獲得更好(hao)的強化效果，提高塑性(xing)和(he)韌(ren)性(xing)，實(shi)際生(sheng)(sheng)產(chan)時(shi)多采(cai)用油(you)冷(leng)(leng)。控制(zhi)出油(you)溫度(du)不高于(yu)室溫，并在充分(fen)冷(leng)(leng)卻后再進行時(shi)效處(chu)理。采(cai)用水冷(leng)(leng)的固溶(rong)效果也很好(hao)，但是在某(mou)些情(qing)況下可(ke)能產(chan)生(sheng)(sheng)裂紋。
固溶處理后的金相組織應是含有(you)過飽(bao)和銅的低碳板(ban)條(tiao)狀馬氏(shi)體(ti)(ti)。有(you)時可能還存在(zai)少量殘(can)留奧氏(shi)體(ti)(ti)和鐵素體(ti)(ti)。見圖5-5。
2. 時效處(chu)理
0Cr17Ni4Cu4Nb鋼(gang)的(de)時(shi)效處理應根據對性能的(de)要(yao)求確定加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)。有資料(liao)報道，約(yue)480℃左右溫(wen)度(du)(du)時(shi)效，可獲得最高的(de)硬(ying)度(du)(du)和(he)強(qiang)度(du)(du)。然后，隨著時(shi)效溫(wen)度(du)(du)的(de)升(sheng)高，硬(ying)度(du)(du)和(he)強(qiang)度(du)(du)下降，塑(su)性和(he)韌(ren)性提高。見圖(tu)5-6和(he)表5-2。
為保證沉(chen)淀相(xiang)的(de)充分析(xi)出(chu)和時效效果，時效的(de)保溫時間一般不少于4小(xiao)時，保溫后可采(cai)用空(kong)氣冷卻。
0Cr17Ni4Cu4Nb固溶和時(shi)效處(chu)理(li)對應的(de)機(ji)械性能見表(biao)5-2。一些實測性能數(shu)據見表(biao)5-3。
0Cr17Ni4Cu4Nb時效后，對耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)能有(you)一(yi)定的影響。特別是由于富銅相的析出，降(jiang)低(di)了在氧化性(xing)酸(suan)中的耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)。0Cr17Ni4Cu4Nb 固溶經550℃時效的金相組織圖(tu)見圖(tu)5-7。
0Cr17Ni4Cu4Nb是比較(jiao)成熟和穩定的沉淀硬化不銹鋼，一般情(qing)(qing)況(kuang)下采用固(gu)溶后時效處(chu)理(li)就能滿(man)足使用要(yao)求，但有的情(qing)(qing)況(kuang)下需(xu)要(yao)用調整處(chu)理(li)來提高熱處(chu)理(li)質量(liang)。
有的零件要(yao)求(qiu)組織更(geng)(geng)均勻(yun)(yun)、性(xing)能更(geng)(geng)優良，并嚴格(ge)控(kong)制殘留奧(ao)氏(shi)體(ti)量，這(zhe)時，可以在固溶處(chu)理后進行(xing)一次調整處(chu)理再時效(xiao)。這(zhe)可保(bao)證材(cai)料獲得最大量的馬(ma)氏(shi)體(ti)，消除殘留奧(ao)氏(shi)體(ti)，經(jing)時效(xiao)處(chu)理后，沉(chen)淀析出相更(geng)(geng)均勻(yun)(yun)，強化效(xiao)果更(geng)(geng)好。
再比如，材料由(you)于(yu)前期熱加(jia)工不正確或某些成分的(de)(de)影響，降低了(le)馬氏體(ti)轉變點溫(wen)度，而(er)采用正常的(de)(de)固(gu)溶、時(shi)(shi)效處(chu)理(li)(li)，得不到正常的(de)(de)處(chu)理(li)(li)效果。這時(shi)(shi)，也可以考慮在(zai)固(gu)溶處(chu)理(li)(li)后加(jia)一次調整處(chu)理(li)(li)。
曾經處理過一批外廠供料的0Cr17Ni4Cu4Nb泵軸。按正常工藝規范，加熱1040℃保溫2h后油冷，再經520℃保溫4h的時效處理，在檢測軸料硬度時，只有230HBS,遠遠低于預想的和過去經常達到的360HBS的目標。對于這個意外的結果，最初考慮可能是工人生產操作時未遵守工藝所致。便又取同批軸料按工藝進行固溶處理，然后檢測硬度，結果是170HBS,看來，固溶處理就未達到應該達到的340HB左右的硬度目標。在復檢軸料化學成分的等待期間，約24h后，又檢測軸料硬度，發現從原170HBS升高到了280HBS.對這種放置后硬度升高的現象進行分析推斷，可能是由于這批軸料非控制成分或前期的熱加工不當導致這批軸料的M、M1點下降，且低于0Cr17Ni4Cu4Nb 正常狀態的相變點，從而使得按正常處理工藝都得不到正常效果，在后來的放置期間，經歷了晚上－15℃的溫度區間（當時是十二月份，沈陽地區晚間氣溫較低），而這個溫度可能低于該批軸料材料的實際M.點溫度，促使奧氏體向馬氏體轉變，使軸料硬度提高了。基于這種分析，我們對這批軸料在固溶處理后增加了一次750℃保溫2h后空冷的調整處理，軸料硬度達到330HBS,再經一次520℃保溫4h的時效處理，軸料硬度達360HBS.經力學性能檢測，Rm,1230N/m㎡;Rp0.2,1130N/m㎡;A,12.5%;Z,44.5%。
可見，調整處理(li)作為馬氏(shi)體類(lei)沉淀硬(ying)化不銹鋼的補(bu)充處理(li)，其作用是明顯的。
