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)是馬氏體類沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不銹(xiu)鋼的典型(xing)牌號(hao)。其化(hua)學成(cheng)分見表(biao)5-1,標(biao)準規定的力學性能見表(biao)5-2。
0Cr17Ni4Cu4Nb 中(zhong)的主要沉(chen)淀硬(ying)化(hua)元素是銅(tong)，銅(tong)的沉(chen)淀硬(ying)化(hua)作(zuo)用(yong)明顯，但銅(tong)含量偏(pian)高時(shi)(shi)對(dui)韌性(xing)有影響(xiang)，對(dui)焊接性(xing)不利，對(dui)于鑄件還容易(yi)產生鑄造偏(pian)析。因此，實際生產時(shi)(shi)，常控制含銅(tong)量不大于3.5%.加人鈮也可以在時(shi)(shi)效時(shi)(shi)起(qi)到(dao)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)的作(zuo)用(yong)，并阻(zu)礙(ai)時(shi)(shi)效時(shi)(shi)組織(zhi)的晶粒長大傾(qing)向(xiang)。當(dang)然(ran)，鈮也起(qi)到(dao)穩定碳的作(zuo)用(yong)。
0Cr17Ni4Cu4Nb的熱(re)處理一般含固溶處理和時效處理。
1. 固溶處理
固(gu)溶(rong)加熱(re)溫度(du)應保證(zheng)鋼(gang)中的(de)(de)(de)(de)(de)碳和合(he)金元素充(chong)分(fen)溶(rong)于奧(ao)氏體中，但也不宜過高(gao)。太高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)加熱(re)溫度(du)不僅會引起晶粒(li)粗大，還會使(shi)馬(ma)氏體轉變點太低(di)，致(zhi)使(shi)固(gu)溶(rong)處(chu)理后產生較(jiao)多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)留(liu)奧(ao)氏體。過高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)加熱(re)溫度(du)還可能使(shi)固(gu)溶(rong)組織中存(cun)在較(jiao)多(duo)含量的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素體，影響(xiang)(xiang)強化(hua)效果。圖5-4是0Cr17Ni4Cu4Nb固(gu)溶(rong)加熱(re)溫度(du)對(dui)Ms 點和硬度(du)影響(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)關系圖。
0Cr17Ni4Cu4Nb固(gu)溶(rong)加熱溫(wen)(wen)度(du)可選(xuan)用1020~1060℃.這(zhe)個(ge)固(gu)溶(rong)加熱溫(wen)(wen)度(du)可控制M.在80~120℃,M,在30℃左(zuo)右。
由于0Cr17Ni4Cu4Nb含有的(de)鉻、鎳，使固溶奧(ao)氏(shi)體有較(jiao)好的(de)穩定性，空(kong)冷(leng)(leng)即可(ke)得到馬(ma)氏(shi)體組(zu)織(zhi)，而且，含銅的(de)ε相析出速度較(jiao)慢(man)，不(bu)必擔心在固溶冷(leng)(leng)卻階(jie)段析出。但(dan)是(shi)，為使固溶處理(li)后的(de)組(zu)織(zhi)更細，能(neng)獲得更好的(de)強化效果，提高(gao)塑性和韌性，實際生(sheng)產時多(duo)采用(yong)(yong)油(you)冷(leng)(leng)。控(kong)制(zhi)出油(you)溫度不(bu)高(gao)于室(shi)溫，并在充分(fen)冷(leng)(leng)卻后再進(jin)行時效處理(li)。采用(yong)(yong)水(shui)冷(leng)(leng)的(de)固溶效果也很好，但(dan)是(shi)在某些情況下(xia)可(ke)能(neng)產生(sheng)裂(lie)紋。
固溶(rong)處理后的金(jin)相組(zu)織(zhi)應是含有(you)過飽(bao)和(he)銅的低碳板條狀馬(ma)氏(shi)體。有(you)時(shi)可能還存(cun)在少(shao)量殘留奧氏(shi)體和(he)鐵素體。見(jian)圖5-5。
2. 時效處理(li)
0Cr17Ni4Cu4Nb鋼的(de)(de)時效處理應(ying)根據對性(xing)能的(de)(de)要求確定加熱溫度(du)(du)。有(you)資(zi)料報道，約(yue)480℃左右溫度(du)(du)時效，可獲得最高(gao)的(de)(de)硬度(du)(du)和強度(du)(du)。然后(hou)，隨著時效溫度(du)(du)的(de)(de)升高(gao)，硬度(du)(du)和強度(du)(du)下降，塑性(xing)和韌性(xing)提高(gao)。見圖(tu)5-6和表5-2。
為保證沉淀相的充(chong)分析出和時(shi)效(xiao)效(xiao)果，時(shi)效(xiao)的保溫(wen)(wen)時(shi)間一般不少于4小時(shi)，保溫(wen)(wen)后可采用空氣冷卻。
0Cr17Ni4Cu4Nb固溶和時(shi)效處理對應的機械(xie)性能見表5-2。一些實測性能數據見表5-3。
0Cr17Ni4Cu4Nb時(shi)效后，對耐腐蝕(shi)性(xing)能有一定的影響。特別是由于富銅相(xiang)的析出，降(jiang)低了在(zai)氧化性(xing)酸中的耐腐蝕(shi)性(xing)。0Cr17Ni4Cu4Nb 固溶經550℃時(shi)效的金相(xiang)組織(zhi)圖見圖5-7。
0Cr17Ni4Cu4Nb是比較成(cheng)熟(shu)和穩定的沉(chen)淀硬(ying)化不銹鋼，一般(ban)情況下采用(yong)(yong)(yong)固溶后時(shi)效處(chu)理就能滿足使用(yong)(yong)(yong)要求，但有的情況下需要用(yong)(yong)(yong)調整(zheng)處(chu)理來提高熱處(chu)理質量。
有的零(ling)件要求組織更(geng)均(jun)(jun)勻、性能更(geng)優良，并嚴(yan)格控制殘留奧氏體(ti)量(liang)，這時，可(ke)以在固(gu)溶(rong)處理后進行一次(ci)調整(zheng)處理再時效。這可(ke)保證材(cai)料獲得最(zui)大量(liang)的馬氏體(ti)，消除殘留奧氏體(ti)，經時效處理后，沉淀析(xi)出相更(geng)均(jun)(jun)勻，強化效果更(geng)好。
再比如，材料由于前期(qi)熱(re)加(jia)工不(bu)(bu)正(zheng)確或某些成(cheng)分的影響，降低(di)了馬氏(shi)體(ti)轉變(bian)點溫度(du)，而采(cai)用正(zheng)常的固(gu)溶(rong)、時效(xiao)處理(li)，得不(bu)(bu)到正(zheng)常的處理(li)效(xiao)果。這時，也可以考慮在固(gu)溶(rong)處理(li)后加(jia)一次調整處理(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(chu)理作為馬氏體類(lei)沉淀硬化不銹鋼的補充處(chu)理，其作用是明顯的。
