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。


半奧氏體沉淀(dian)硬化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)提(ti)高馬(ma)氏體點(dian)和增加馬(ma)氏體量(liang)的方法(fa)通(tong)常有調整處(chu)理(li)(li)(T處(chu)理(li)(li))、冷變(bian)形處(chu)理(li)(li)(C處(chu)理(li)(li))和冷處(chu)理(li)(li)(R處(chu)理(li)(li))。所以,半奧氏體沉淀(dian)硬化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的熱處(chu)理(li)(li)比(bi)馬(ma)氏體沉淀(dian)硬化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)熱處(chu)理(li)(li)復(fu)雜一些(xie)。


0Cr17Ni7AI(PH17-7)是半奧氏(shi)體沉淀硬化(hua)不銹鋼(gang)的典型牌號,其化(hua)學成分見表5-4,標(biao)準規(gui)定(ding)的力(li)學性能(neng)見表5-5。



 0Cr17Ni7Al 中的沉(chen)淀硬化(hua)(hua)元素(su)是鋁,在時(shi)效時(shi),以鎳一部化(hua)(hua)合(he)物(wu)析(xi)出的形式使鋼得到硬化(hua)(hua)。


 0Cr17Ni7Al鋼(gang)的熱處理(li)一般有三種組合方式。固溶處理(li)(A)-加工-調整處理(li)(T)-時效(xiao)處理(li)(H).


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


 固溶處理(li)(A)-冷變(bian)形處理(li)(C)-時(shi)效處理(li)(H).



1. 固溶處理(li)


 0Cr17Ni7Al鋼固(gu)溶處(chu)理的加熱溫度可選(xuan)擇1040~1050℃,保(bao)溫后(hou)視(shi)情況空冷、油冷或水(shui)冷。處(chu)理后(hou)的組織基本是奧氏體(ti)組織,可能有少(shao)量鐵素體(ti),硬(ying)度很(hen)低(di),一般達200HB左右。強(qiang)度低(di),但(dan)塑性高。


 固溶處(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)準確度(du)(du)、均(jun)勻(yun)性及(ji)冷卻(que)效(xiao)果(guo)都會(hui)影(ying)(ying)響(xiang)材料的(de)(de)(de)(de)最終(zhong)處(chu)理(li)效(xiao)果(guo)。0Cr17Ni7Al固溶處(chu)理(li)后可能(neng)(neng)含有(you)5%~10%的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti),如(ru)(ru)果(guo)加熱(re)溫(wen)度(du)(du)超高,鐵(tie)素(su)體(ti)量(liang)就(jiu)會(hui)增(zeng)多,特別是鋼中(zhong)含碳量(liang)低時,鐵(tie)素(su)體(ti)量(liang)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加更明顯(xian)。如(ru)(ru)果(guo)超溫(wen)太多,材料過(guo)熱(re)而產生過(guo)量(liang)鐵(tie)素(su)體(ti),在(zai)以后的(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)中(zhong)很難消除,將直接影(ying)(ying)響(xiang)時效(xiao)后的(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)質量(liang)。反之,如(ru)(ru)果(guo)固溶溫(wen)度(du)(du)過(guo)低,材料M.點會(hui)上(shang)升,冷卻(que)后的(de)(de)(de)(de)組織中(zhong)可能(neng)(neng)會(hui)產生部(bu)(bu)分(fen)馬氏體(ti),這(zhe)不(bu)(bu)僅給(gei)下一步的(de)(de)(de)(de)成型(xing)加工造(zao)成困難,還(huan)會(hui)因為這(zhe)部(bu)(bu)分(fen)馬氏體(ti)過(guo)飽和碳及(ji)合金(jin)的(de)(de)(de)(de)量(liang)不(bu)(bu)足,達不(bu)(bu)到理(li)想的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du),也會(hui)影(ying)(ying)響(xiang)最終(zhong)的(de)(de)(de)(de)沉(chen)淀強化效(xiao)果(guo),得不(bu)(bu)到理(li)想的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)和強度(du)(du),還(huan)影(ying)(ying)響(xiang)材料的(de)(de)(de)(de)彈性,所以,對(dui)于(yu)用0Cr17Ni7Al制造(zao)的(de)(de)(de)(de)彈性件(jian)的(de)(de)(de)(de)熱(re)處(chu)理(li)更應注意這(zhe)一問題(ti)。



2. 調整處理


 調整處理的(de)作(zuo)用是通過加(jia)熱使奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)中的(de)合金碳化物析(xi)出(chu),降低奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)穩定性,從(cong)而提高馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)溫(wen)(wen)度,以保證奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)向(xiang)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)轉(zhuan)變(bian),調整加(jia)熱溫(wen)(wen)度不(bu)同,對馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)溫(wen)(wen)度的(de)改變(bian)程度也(ye)不(bu)同,冷卻后馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)量也(ye)不(bu)同,從(cong)而反(fan)映出(chu)硬度上的(de)差別。


 目前,0Cr17Ni7Al在(zai)實際生產中的(de)調整處(chu)理一般有(you)兩(liang)種(zhong)溫度選擇。


 一種(zhong)是當(dang)對(dui)鋼的強(qiang)度(du)要求(qiu)不高時,可采用760℃左(zuo)右(you)的溫(wen)度(du)加熱(re),Ms點可提(ti)高到70℃左(zuo)右(you),冷(leng)卻(que)后(hou),基體(ti)(ti)是馬氏(shi)體(ti)(ti)組織,馬氏(shi)體(ti)(ti)中的碳和合金元素有一定程度(du)的過飽和。然后(hou)再(zai)進行(xing)時效處理。


 第二種(zhong)情況(kuang)是對(dui)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)要求很高(gao)時,可采用960℃左(zuo)(zuo)右(you)的(de)(de)(de)加熱溫(wen)度(du)(du)(du),此時鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)M.點在-70~-60℃,冷(leng)(leng)卻后(hou),基體(ti)是碳和(he)(he)合(he)(he)金(jin)充分過飽和(he)(he)的(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti),然后(hou)應(ying)再進行一次 -73℃左(zuo)(zuo)右(you)的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)處(chu)理(li)(li),得到馬(ma)氏(shi)體(ti)組織。這(zhe)種(zhong)馬(ma)氏(shi)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)碳和(he)(he)合(he)(he)金(jin)元(yuan)素的(de)(de)(de)過飽和(he)(he)程度(du)(du)(du)遠(yuan)遠(yuan)高(gao)于經760℃左(zuo)(zuo)右(you)溫(wen)度(du)(du)(du)調(diao)整(zheng)得到的(de)(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)中(zhong)碳和(he)(he)合(he)(he)金(jin)元(yuan)素的(de)(de)(de)過飽和(he)(he)程度(du)(du)(du)。所以,高(gao)溫(wen)調(diao)整(zheng)處(chu)理(li)(li)并經冷(leng)(leng)處(chu)理(li)(li)后(hou)得到的(de)(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)基體(ti)強度(du)(du)(du)高(gao),經時效后(hou),沉淀強化的(de)(de)(de)效果也大。有試驗數據表明,0Cr17Ni7Al 鋼(gang)(gang)經固(gu)溶(rong) 960℃調(diao)整(zheng)、 -73℃冷(leng)(leng)處(chu)理(li)(li)時效處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)比固(gu)溶(rong) -760℃調(diao)整(zheng)-時效處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)能提高(gao)20%左(zuo)(zuo)右(you)。


 調(diao)整(zheng)(zheng)處(chu)(chu)理(li)(li)的作用是調(diao)整(zheng)(zheng)M.點,調(diao)整(zheng)(zheng)處(chu)(chu)理(li)(li)溫度的準確(que)程度對處(chu)(chu)理(li)(li)效果的影響(xiang)相似于固溶處(chu)(chu)理(li)(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)(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)是使(shi)調整(zheng)處(chu)(chu)理(li)后還(huan)存在的(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體能繼續(xu)向馬氏體轉變。冷處(chu)(chu)理(li)一般(ban)采用-73℃,較(jiao)長(chang)時(shi)(shi)間(jian)地保(bao)持,通常(chang)保(bao)持8h以上,以確(que)保(bao)奧(ao)氏體的(de)(de)(de)(de)(de)充分轉變。采用-73℃保(bao)溫,是因為這個溫度已經低(di)于經過調整(zheng)處(chu)(chu)理(li)(960℃左右(you)調整(zheng))后的(de)(de)(de)(de)(de)Ms 溫度。由于是在極低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度下轉變,才需要有較(jiao)長(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)等溫保(bao)持時(shi)(shi)間(jian)。處(chu)(chu)理(li)后再經時(shi)(shi)效處(chu)(chu)理(li),使(shi)材料獲(huo)得高的(de)(de)(de)(de)(de)強度和韌性(xing)配合的(de)(de)(de)(de)(de)綜合機械性(xing)能。


  為保證好的冷(leng)處(chu)(chu)理效果,要注意在調(diao)整(zheng)處(chu)(chu)理后盡快(kuai)進行冷(leng)處(chu)(chu)理,最(zui)好不超過1小時(shi),最(zui)多不要超過8小時(shi),因為放置時(shi)間長了會促使奧氏體的穩定化,影(ying)響冷(leng)處(chu)(chu)理效果。



4. 冷變(bian)形處理


 0Cr17Ni7Al鋼的冷變(bian)形加工處理(li),主要是指為獲得絲材(cai)、薄板材(cai)、帶材(cai)的冷加工變(bian)形過程。


 冷加工(gong)變(bian)形度(du)會影(ying)(ying)響Ma溫度(du),從而影(ying)(ying)響獲得的(de)馬氏體量(liang)、最終反映在沉(chen)淀(dian)(dian)硬化(hua)后的(de)硬度(du)和強度(du)不同。有試驗(yan)研究(jiu)表(biao)(biao)明(ming),冷變(bian)形加工(gong)量(liang)大于50%時,才會突(tu)顯(xian)(xian)強化(hua)作(zuo)用。冷變(bian)形量(liang)越大,時效后沉(chen)淀(dian)(dian)強化(hua)的(de)效果越明(ming)顯(xian)(xian),見表(biao)(biao)5-6。


表 6.jpg



5. 時效處理


 0Cr17Ni7Al 時(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理時(shi)的(de)(de)(de)主要沉(chen)淀析出(chu)物是鎳(nie)-鋁金屬間化合(he)物。時(shi)效(xiao)(xiao)溫度的(de)(de)(de)確定主要是根據對性能的(de)(de)(de)要求和時(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理前的(de)(de)(de)經歷(li)程序。目前,通(tong)常使(shi)用的(de)(de)(de)方式有以下幾種。


 a. 固溶處理后(hou)采(cai)用760℃左(zuo)右(you)溫度調整處理,時效溫度采(cai)用560℃左(zuo)右(you),空(kong)冷(leng)。


 b. 固溶處理(li)后采用960℃左右(you)溫度調(diao)整(zheng)處理(li),再進行-73℃左右(you)溫度冷處理(li),時效溫度采用510℃左右(you),空冷。


 c. 固溶處(chu)理(li)后采用冷(leng)加工變形時(如(ru)冷(leng)拉(la)絲(si)、冷(leng)軋板等(deng)),時效溫度采用490℃左右,空(kong)冷(leng)。


時效處理的溫度(du)控(kong)制(zhi)要(yao)更(geng)精確(que),最好控(kong)制(zhi)在工(gong)藝溫度(du)±5℃范圍內,時效保(bao)(bao)溫時間(jian)一般要(yao)比(bi)固溶保(bao)(bao)溫時間(jian)延長1~2倍(bei)。以保(bao)(bao)證沉淀(dian)相的充(chong)分析出。