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)是馬(ma)氏(shi)體類沉(chen)淀硬化不銹(xiu)鋼(gang)的典型(xing)牌(pai)號。其化學成分(fen)見(jian)(jian)表(biao)5-1,標(biao)準(zhun)規定的力學性能見(jian)(jian)表(biao)5-2。
0Cr17Ni4Cu4Nb 中的(de)(de)主(zhu)要沉淀硬(ying)化元素(su)是銅，銅的(de)(de)沉淀硬(ying)化作用明顯(xian)，但(dan)銅含量偏高時(shi)(shi)對韌性有影響，對焊接性不(bu)利，對于鑄(zhu)件還容(rong)易(yi)產生鑄(zhu)造偏析(xi)。因此，實際生產時(shi)(shi)，常控制(zhi)含銅量不(bu)大(da)于3.5%.加人鈮(ni)也可以在時(shi)(shi)效時(shi)(shi)起(qi)到沉淀硬(ying)化的(de)(de)作用，并阻礙時(shi)(shi)效時(shi)(shi)組織的(de)(de)晶粒長大(da)傾向。當(dang)然，鈮(ni)也起(qi)到穩定碳的(de)(de)作用。
0Cr17Ni4Cu4Nb的(de)熱處(chu)(chu)理(li)一般含固溶處(chu)(chu)理(li)和(he)時效處(chu)(chu)理(li)。
1. 固溶處理
固溶加熱溫(wen)(wen)度(du)應保證(zheng)鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)碳和合金元(yuan)素充分溶于奧(ao)氏體中(zhong)，但(dan)也(ye)不宜(yi)過(guo)高。太(tai)高的(de)(de)加熱溫(wen)(wen)度(du)不僅會引起晶(jing)粒(li)粗大(da)，還會使馬氏體轉變點(dian)(dian)太(tai)低，致使固溶處(chu)理后產(chan)生(sheng)較多的(de)(de)殘留奧(ao)氏體。過(guo)高的(de)(de)加熱溫(wen)(wen)度(du)還可能使固溶組織中(zhong)存在較多含量的(de)(de)鐵(tie)素體，影響(xiang)強(qiang)化(hua)效(xiao)果(guo)。圖5-4是0Cr17Ni4Cu4Nb固溶加熱溫(wen)(wen)度(du)對Ms 點(dian)(dian)和硬度(du)影響(xiang)的(de)(de)關(guan)系(xi)圖。
0Cr17Ni4Cu4Nb固(gu)溶加(jia)熱(re)溫度可(ke)選用1020~1060℃.這個固(gu)溶加(jia)熱(re)溫度可(ke)控制M.在(zai)80~120℃,M,在(zai)30℃左右。
由于0Cr17Ni4Cu4Nb含有的(de)(de)鉻(ge)、鎳，使固(gu)溶(rong)(rong)奧(ao)氏體有較好(hao)的(de)(de)穩定性(xing)，空冷(leng)即可(ke)(ke)得到馬氏體組織，而(er)且，含銅的(de)(de)ε相析(xi)出(chu)速度較慢，不(bu)必擔心(xin)在固(gu)溶(rong)(rong)冷(leng)卻階段析(xi)出(chu)。但(dan)是，為使固(gu)溶(rong)(rong)處理后(hou)的(de)(de)組織更細，能獲得更好(hao)的(de)(de)強化效果(guo)，提高塑(su)性(xing)和韌性(xing)，實(shi)際生(sheng)(sheng)產時多采用油冷(leng)。控制出(chu)油溫(wen)度不(bu)高于室溫(wen)，并在充分冷(leng)卻后(hou)再(zai)進行時效處理。采用水冷(leng)的(de)(de)固(gu)溶(rong)(rong)效果(guo)也很(hen)好(hao)，但(dan)是在某(mou)些(xie)情況下可(ke)(ke)能產生(sheng)(sheng)裂紋。
固溶處(chu)理(li)后的金相(xiang)組織應(ying)是含有過(guo)飽和銅(tong)的低碳板條狀馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)。有時可能還存在少(shao)量(liang)殘留奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)和鐵素體(ti)(ti)。見圖(tu)5-5。
2. 時(shi)效處理
0Cr17Ni4Cu4Nb鋼的(de)時效(xiao)(xiao)處理(li)應根(gen)據對性(xing)能的(de)要(yao)求確定加熱(re)溫(wen)度(du)(du)。有資(zi)料報道，約480℃左右溫(wen)度(du)(du)時效(xiao)(xiao)，可獲得(de)最高(gao)的(de)硬度(du)(du)和強度(du)(du)。然后，隨著時效(xiao)(xiao)溫(wen)度(du)(du)的(de)升高(gao)，硬度(du)(du)和強度(du)(du)下降，塑(su)性(xing)和韌性(xing)提高(gao)。見圖5-6和表5-2。
為(wei)保證(zheng)沉淀相的(de)充分析出和時(shi)效效果，時(shi)效的(de)保溫時(shi)間一般不少于(yu)4小時(shi)，保溫后(hou)可采用空(kong)氣冷卻。
0Cr17Ni4Cu4Nb固(gu)溶和時效處理(li)對(dui)應的機(ji)械性(xing)能(neng)見(jian)表5-2。一些實測(ce)性(xing)能(neng)數據見(jian)表5-3。
0Cr17Ni4Cu4Nb時(shi)效(xiao)后，對耐腐蝕性能有一定的(de)影響。特(te)別是由于富銅相的(de)析(xi)出，降(jiang)低了在(zai)氧化性酸(suan)中的(de)耐腐蝕性。0Cr17Ni4Cu4Nb 固溶經(jing)550℃時(shi)效(xiao)的(de)金相組織圖見(jian)圖5-7。
0Cr17Ni4Cu4Nb是比較成熟和穩定(ding)的(de)沉(chen)淀(dian)硬化不銹鋼(gang)，一般情況下(xia)采用固溶(rong)后時效(xiao)處理(li)就(jiu)能滿足使用要求，但有的(de)情況下(xia)需要用調整處理(li)來提高熱處理(li)質(zhi)量。
有的(de)零件要求組(zu)織更均勻、性(xing)能更優(you)良，并嚴(yan)格(ge)控制殘留奧氏(shi)(shi)(shi)體量，這(zhe)時，可以在(zai)固溶(rong)處(chu)理(li)后進行一次調整處(chu)理(li)再時效(xiao)。這(zhe)可保(bao)證材料獲得最大量的(de)馬氏(shi)(shi)(shi)體，消(xiao)除殘留奧氏(shi)(shi)(shi)體，經時效(xiao)處(chu)理(li)后，沉淀析出相更均勻，強化效(xiao)果更好。
再比如(ru)，材料由于前期熱加(jia)工不正(zheng)(zheng)確或某些(xie)成分的(de)影(ying)響，降低了(le)馬氏體轉變點溫度，而(er)采(cai)用正(zheng)(zheng)常的(de)固溶、時效處理(li)，得不到正(zheng)(zheng)常的(de)處理(li)效果(guo)。這時，也可以(yi)考慮(lv)在固溶處理(li)后加(jia)一次調整(zheng)處理(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)作為馬氏體(ti)類沉淀硬化不銹鋼的(de)補充(chong)處理(li)，其(qi)作用是明顯的(de)。
