158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼是碳質量分數高達1.45%~1.70%的馬氏體不銹耐熱鋼,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(yi)、化(hua)學成分
158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼的化學成分見表4-124。
二、臨界點
Ac1≈810℃、Ac3≈1200℃、Ar1≈760℃、Ms≈185℃。
三、熱(re)加(jia)工
158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼鍛(duan)造工藝規范見表(biao)4-125。
由于158Cr12MoV(1Cr12MoV)鋼(gang)屬(shu)于萊氏體鋼(gang),鋼(gang)中碳化物偏析。為了(le)改(gai)善碳化物的(de)不均(jun)勻,在(zai)加(jia)工(gong)前必須鍛(duan)(duan)(duan)造或(huo)改(gai)鍛(duan)(duan)(duan),鍛(duan)(duan)(duan)造實際操(cao)作(zuo)時一定要嚴格(ge)執(zhi)行(xing)鍛(duan)(duan)(duan)造工(gong)藝規范,其關鍵在(zai)于毛(mao)坯加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度及(ji)保(bao)溫(wen)時間。溫(wen)度低、時間短、透燒不足或(huo)變形抗(kang)力太大,會(hui)產生鍛(duan)(duan)(duan)件內裂(lie)或(huo)裂(lie)紋;而加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度過(guo)高,會(hui)使(shi)毛(mao)坯過(guo)熱(re)(re)或(huo)過(guo)燒,導(dao)致(zhi)鍛(duan)(duan)(duan)打碎裂(lie)而報廢;保(bao)溫(wen)時間長(chang),會(hui)造成晶粒(li)長(chang)大及(ji)表面嚴重脫(tuo)碳。加(jia)熱(re)(re)時要先預熱(re)(re),再逐(zhu)漸(jian)升溫(wen),注意工(gong)件放(fang)置的(de)位(wei)置要適當,且應(ying)注意翻料,以便均(jun)勻加(jia)熱(re)(re)。
鍛(duan)打時堅持多向鐓拔,反復(fu)鐓粗(cu)、拔長,將(jiang)網(wang)狀碳(tan)化(hua)物(wu)和(he)共(gong)晶碳(tan)化(hua)物(wu)打碎,消除碳(tan)化(hua)物(wu)的不均勻(yun)性。鍛(duan)后應注意(yi)緩冷并及時退火。
四、預備(bei)熱處(chu)理
預(yu)備熱處理的過程如下:
1. 鍛后一般退(tui)火:加熱溫度(du)為(wei)850~870℃,保溫4~5h,爐(lu)冷(leng)(leng)至500℃以下(xia)出爐(lu)空冷(leng)(leng),退(tui)火后硬度(du)≤229HBW,組織為(wei)粒狀(zhuang)珠光體(ti)+碳(tan)化物。
2. 鍛后(hou)等溫(wen)退(tui)火(huo):加熱溫(wen)度(du)為850~870℃,保溫(wen)1~2h;爐冷(leng)(leng)至720~750℃,保溫(wen)3~4h,爐冷(leng)(leng)至550℃以下出(chu)爐空冷(leng)(leng)。退(tui)火(huo)后(hou)硬度(du)為207~255HBW,組織為細(xi)珠光(guang)體+碳化物。
3. 高溫(wen)回火:加熱(re)溫(wen)度為(wei)760~790℃,保溫(wen)2~3h,爐冷或空冷,硬度為(wei)207~255HBW。
五(wu)、淬火(huo)及回火(huo)
具(ju)體分述(shu)如下:
1. 推薦淬火規(gui)范見表4-126。
2. 回(hui)(hui)火規(gui)范見(jian)表4-127,不同回(hui)(hui)火溫度與硬(ying)度的關系見(jian)表4-128。
3. 不同加熱和冷卻條件下的硬(ying)度與淬(cui)火溫(wen)度的關系見表4-129。
4. 等溫淬火(huo)
1030℃加熱保溫(wen)后(hou),在250~280℃溫(wen)度下的硝鹽中等溫(wen)一段時(shi)間后(hou)空(kong)冷(leng),可以獲得下貝氏(shi)體+馬氏(shi)體+殘留奧氏(shi)體+碳化物的混合組織,然后(hou)再經過適當溫(wen)度回火(huo),即(ji)可獲得滿意的性能。等溫(wen)淬火(huo)的最(zui)大(da)優點,就在于不降低工件強度的同時(shi),能大(da)幅度提(ti)高模(mo)具(ju)的韌性,工件的使用壽命一般(ban)可以提(ti)高30%~50%。
5. 固溶(rong)雙細(xi)化工(gong)藝(yi)
完全(quan)利用(yong)熱(re)處理方法,使碳化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)細(xi)(xi)化(hua)(hua)(hua)(hua)、棱角圓整化(hua)(hua)(hua)(hua),同(tong)時(shi)使奧氏體晶粒超細(xi)(xi)化(hua)(hua)(hua)(hua),其主(zhu)要的工(gong)藝(yi)措施是高溫固溶(rong)和(he)循環細(xi)(xi)化(hua)(hua)(hua)(hua)。高溫固溶(rong)可以(yi)改(gai)善碳化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)的形(xing)態和(he)粒度(du)。循環細(xi)(xi)化(hua)(hua)(hua)(hua)的目的在于使奧氏體晶粒超細(xi)(xi)化(hua)(hua)(hua)(hua)。現將158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹(xiu)鋼固溶(rong)雙細(xi)(xi)化(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)藝(yi)簡(jian)述如下(xia);
固(gu)溶處理是(shi)將零件粗(cu)加工后(hou)在高溫(wen)加熱(re)(re)固(gu)溶,加熱(re)(re)溫(wen)度為1100~1150℃(加熱(re)(re)過程中預熱(re)(re)兩次),保溫(wen)一段時(shi)間后(hou)可直接淬入熱(re)(re)油或等溫(wen)處理后(hou)轉(zhuan)變為下貝氏(shi)體(ti)(ti)+馬氏(shi)體(ti)(ti)的復合(he)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)。回(hui)火溫(wen)度為750℃,保溫(wen)1h,組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)為細片狀珠光(guang)體(ti)(ti)為基體(ti)(ti)的原始組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)。
雙細化工藝是在最(zui)終熱(re)處理前(qian)再增加(jia)一(yi)次低溫(wen)淬(cui)火(huo),加(jia)熱(re)溫(wen)度為960℃,油冷淬(cui)火(huo),300℃左右出油空冷。
經固溶雙細化后,158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹(xiu)鋼的(de)沖擊(ji)韌度(du)可以成倍提高,零件的(de)使用(yong)壽命可以翻幾番(fan),工序雖然增加,單位成本有所上升,但總(zong)的(de)經濟效(xiao)益仍然很高。