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)(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不銹鋼(gang)提高馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)點和(he)增(zeng)加馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)量的方法通常有調(diao)整(zheng)處(chu)(chu)(chu)理(li)(T處(chu)(chu)(chu)理(li))、冷變形處(chu)(chu)(chu)理(li)(C處(chu)(chu)(chu)理(li))和(he)冷處(chu)(chu)(chu)理(li)(R處(chu)(chu)(chu)理(li))。所(suo)以,半奧氏體(ti)(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不銹鋼(gang)的熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)比馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不銹鋼(gang)熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)復雜一些。


0Cr17Ni7AI(PH17-7)是半奧氏體沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的典型牌號,其化學成分見(jian)表5-4,標準規定的力學性能(neng)見(jian)表5-5。



 0Cr17Ni7Al 中的沉淀(dian)硬化(hua)元(yuan)素是(shi)鋁,在時效時,以鎳(nie)一(yi)部化(hua)合(he)物析出的形式使鋼得(de)到硬化(hua)。


 0Cr17Ni7Al鋼的熱處理(li)(li)(li)一般(ban)有(you)三種(zhong)組合方式。固(gu)溶處理(li)(li)(li)(A)-加工-調整處理(li)(li)(li)(T)-時(shi)效處理(li)(li)(li)(H).


 固溶處理(A)-加工-調整(zheng)處理(T)-冷處理(R)-時效處理(H).


 固(gu)溶處(chu)理(A)-冷變形(xing)處(chu)理(C)-時效(xiao)處(chu)理(H).



1. 固溶處理(li)


 0Cr17Ni7Al鋼(gang)固溶處(chu)(chu)理的加熱溫(wen)(wen)度(du)可選(xuan)擇1040~1050℃,保溫(wen)(wen)后(hou)視情(qing)況空(kong)冷、油冷或水(shui)冷。處(chu)(chu)理后(hou)的組(zu)織(zhi)(zhi)基本是奧氏體組(zu)織(zhi)(zhi),可能有少量鐵素體,硬(ying)度(du)很(hen)低,一般達200HB左右。強(qiang)度(du)低,但塑性高。


 固溶處理(li)(li)(li)的(de)(de)溫度(du)準確度(du)、均勻(yun)性(xing)及冷卻(que)效(xiao)果(guo)都會影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)材(cai)料(liao)的(de)(de)最終(zhong)處理(li)(li)(li)效(xiao)果(guo)。0Cr17Ni7Al固溶處理(li)(li)(li)后(hou)可能含(han)有5%~10%的(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體,如果(guo)加熱(re)溫度(du)超(chao)高,鐵(tie)(tie)素(su)(su)體量(liang)就(jiu)會增多(duo),特別(bie)是鋼(gang)中(zhong)含(han)碳量(liang)低時,鐵(tie)(tie)素(su)(su)體量(liang)的(de)(de)增加更(geng)明顯。如果(guo)超(chao)溫太多(duo),材(cai)料(liao)過(guo)熱(re)而產生(sheng)過(guo)量(liang)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體,在以后(hou)的(de)(de)處理(li)(li)(li)中(zhong)很難(nan)消除,將(jiang)直接影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)時效(xiao)后(hou)的(de)(de)處理(li)(li)(li)質量(liang)。反之,如果(guo)固溶溫度(du)過(guo)低,材(cai)料(liao)M.點會上升,冷卻(que)后(hou)的(de)(de)組織(zhi)中(zhong)可能會產生(sheng)部分(fen)馬氏體,這不僅(jin)給(gei)下(xia)一(yi)步的(de)(de)成型加工造成困難(nan),還會因為這部分(fen)馬氏體過(guo)飽和碳及合金的(de)(de)量(liang)不足,達不到理(li)(li)(li)想(xiang)(xiang)的(de)(de)硬度(du),也會影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)最終(zhong)的(de)(de)沉淀強(qiang)化(hua)效(xiao)果(guo),得不到理(li)(li)(li)想(xiang)(xiang)的(de)(de)硬度(du)和強(qiang)度(du),還影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)材(cai)料(liao)的(de)(de)彈性(xing),所以,對于(yu)用(yong)0Cr17Ni7Al制(zhi)造的(de)(de)彈性(xing)件的(de)(de)熱(re)處理(li)(li)(li)更(geng)應注(zhu)意這一(yi)問題。



2. 調整處理


 調整處理的(de)作(zuo)用是通過加熱使奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)中的(de)合金碳化物析(xi)出(chu),降(jiang)低奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)穩定(ding)性,從(cong)而(er)提高馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變溫度,以保證奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)向馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)轉(zhuan)變,調整加熱溫度不(bu)同(tong),對(dui)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變溫度的(de)改變程度也不(bu)同(tong),冷卻后馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)量也不(bu)同(tong),從(cong)而(er)反映(ying)出(chu)硬度上的(de)差別。


 目前,0Cr17Ni7Al在實際生產中(zhong)的調整處理(li)一(yi)般有(you)兩種(zhong)溫(wen)度選擇。


 一(yi)種是當對鋼(gang)的(de)強度要求不高時,可(ke)采用(yong)760℃左(zuo)(zuo)右的(de)溫度加熱,Ms點可(ke)提高到70℃左(zuo)(zuo)右,冷卻后,基體是馬氏(shi)體組織,馬氏(shi)體中的(de)碳和(he)合金元素(su)有(you)一(yi)定程度的(de)過(guo)飽和(he)。然后再進行時效處理。


 第(di)二種情(qing)況(kuang)是對鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)要求很高(gao)(gao)時(shi),可采用960℃左(zuo)(zuo)右(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加熱溫(wen)(wen)度(du)(du),此時(shi)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)M.點在-70~-60℃,冷(leng)卻后,基體(ti)是碳(tan)和(he)合金充(chong)分過(guo)飽和(he)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體(ti),然后應再進行(xing)一(yi)次(ci) -73℃左(zuo)(zuo)右(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)處(chu)(chu)理(li)(li)(li),得到(dao)馬氏(shi)(shi)體(ti)組織。這種馬氏(shi)(shi)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)和(he)合金元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)飽和(he)程度(du)(du)遠遠高(gao)(gao)于(yu)經760℃左(zuo)(zuo)右(you)溫(wen)(wen)度(du)(du)調(diao)整(zheng)得到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)中(zhong)碳(tan)和(he)合金元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)飽和(he)程度(du)(du)。所以(yi),高(gao)(gao)溫(wen)(wen)調(diao)整(zheng)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)并經冷(leng)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)后得到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)基體(ti)強(qiang)度(du)(du)高(gao)(gao),經時(shi)效(xiao)后,沉淀強(qiang)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)果也大。有試驗數據表明,0Cr17Ni7Al 鋼(gang)經固溶(rong) 960℃調(diao)整(zheng)、 -73℃冷(leng)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)時(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)比固溶(rong) -760℃調(diao)整(zheng)-時(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)能提(ti)高(gao)(gao)20%左(zuo)(zuo)右(you)。


 調整(zheng)處(chu)理(li)(li)的作用是調整(zheng)M.點,調整(zheng)處(chu)理(li)(li)溫度的準確程度對(dui)處(chu)理(li)(li)效果的影響相似于固(gu)溶(rong)處(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(li)


  0Cr17Ni7Al冷處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)是(shi)使調整(zheng)處(chu)(chu)理(li)后(hou)(hou)還(huan)存在(zai)的(de)(de)(de)奧氏(shi)體能繼續向馬(ma)氏(shi)體轉變。冷處(chu)(chu)理(li)一般采(cai)用-73℃,較(jiao)長(chang)時(shi)間地(di)保持,通常(chang)保持8h以上,以確保奧氏(shi)體的(de)(de)(de)充分(fen)轉變。采(cai)用-73℃保溫(wen)(wen),是(shi)因為這(zhe)個溫(wen)(wen)度已經(jing)低于經(jing)過調整(zheng)處(chu)(chu)理(li)(960℃左右調整(zheng))后(hou)(hou)的(de)(de)(de)Ms 溫(wen)(wen)度。由于是(shi)在(zai)極低的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度下轉變,才需要有較(jiao)長(chang)的(de)(de)(de)等溫(wen)(wen)保持時(shi)間。處(chu)(chu)理(li)后(hou)(hou)再經(jing)時(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li),使材料獲得(de)高(gao)的(de)(de)(de)強度和韌性配合(he)的(de)(de)(de)綜合(he)機械(xie)性能。


  為(wei)保證(zheng)好的(de)冷(leng)處(chu)理(li)效果(guo),要注意在調整處(chu)理(li)后盡快(kuai)進行冷(leng)處(chu)理(li),最好不(bu)超(chao)(chao)過1小時(shi),最多不(bu)要超(chao)(chao)過8小時(shi),因為(wei)放置(zhi)時(shi)間長了會促使奧氏體的(de)穩定化,影響冷(leng)處(chu)理(li)效果(guo)。



4. 冷(leng)變(bian)形處理(li)


 0Cr17Ni7Al鋼的(de)冷變形(xing)加工(gong)處(chu)理,主(zhu)要是(shi)指為獲得絲材、薄板材、帶材的(de)冷加工(gong)變形(xing)過程(cheng)。


 冷(leng)加工變形(xing)度(du)(du)會(hui)影響(xiang)Ma溫度(du)(du),從而影響(xiang)獲(huo)得的馬氏體量(liang)、最終(zhong)反映(ying)在沉(chen)淀硬(ying)化(hua)后的硬(ying)度(du)(du)和強(qiang)度(du)(du)不(bu)同(tong)。有試驗研(yan)究(jiu)表明,冷(leng)變形(xing)加工量(liang)大于50%時,才會(hui)突顯(xian)強(qiang)化(hua)作用。冷(leng)變形(xing)量(liang)越大,時效后沉(chen)淀強(qiang)化(hua)的效果越明顯(xian),見表5-6。


表 6.jpg



5. 時效處(chu)理(li)


 0Cr17Ni7Al 時效處理(li)時的(de)(de)(de)主要沉淀(dian)析出物是鎳-鋁(lv)金屬(shu)間化(hua)合(he)物。時效溫(wen)度的(de)(de)(de)確定主要是根據(ju)對性能的(de)(de)(de)要求(qiu)和(he)時效處理(li)前的(de)(de)(de)經歷(li)程序。目前,通(tong)常使用的(de)(de)(de)方(fang)式有(you)以(yi)下幾種。


 a. 固(gu)溶處理(li)后采(cai)用(yong)760℃左右溫(wen)(wen)度調整處理(li),時效溫(wen)(wen)度采(cai)用(yong)560℃左右,空(kong)冷。


 b. 固溶處(chu)理后采(cai)用960℃左(zuo)(zuo)右(you)(you)溫(wen)(wen)度調整處(chu)理,再進行-73℃左(zuo)(zuo)右(you)(you)溫(wen)(wen)度冷(leng)(leng)處(chu)理,時效溫(wen)(wen)度采(cai)用510℃左(zuo)(zuo)右(you)(you),空(kong)冷(leng)(leng)。


 c. 固(gu)溶處理后(hou)采(cai)用(yong)冷(leng)加工(gong)變形時(如冷(leng)拉絲、冷(leng)軋板等),時效溫(wen)度采(cai)用(yong)490℃左右(you),空冷(leng)。


時(shi)效處理的(de)溫度控(kong)制要更精確,最好控(kong)制在(zai)工藝溫度±5℃范圍內,時(shi)效保溫時(shi)間一(yi)般要比固溶保溫時(shi)間延長1~2倍。以保證沉(chen)淀相的(de)充分析出。