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(lei)沉淀硬化(hua)(hua)不銹鋼的(de)典(dian)型(xing)牌號。其化(hua)(hua)學成分(fen)見表5-1,標(biao)準規定(ding)的(de)力學性能(neng)見表5-2。
0Cr17Ni4Cu4Nb 中(zhong)的(de)(de)(de)主要沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)元素是(shi)銅，銅的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)作(zuo)用(yong)明(ming)顯(xian)，但銅含(han)量偏高時對(dui)韌性(xing)有影響，對(dui)焊接性(xing)不利(li)，對(dui)于鑄(zhu)件(jian)還容易(yi)產(chan)生鑄(zhu)造偏析。因此(ci)，實際生產(chan)時，常控制含(han)銅量不大(da)于3.5%.加人(ren)鈮(ni)(ni)也(ye)可以在時效時起到沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)，并阻礙時效時組織的(de)(de)(de)晶粒長(chang)大(da)傾向。當然(ran)，鈮(ni)(ni)也(ye)起到穩定碳的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。
0Cr17Ni4Cu4Nb的(de)熱處(chu)理一般含(han)固溶處(chu)理和時效處(chu)理。
1. 固溶(rong)處理
固(gu)溶(rong)加(jia)熱溫度(du)應保證(zheng)鋼中的碳和合金(jin)元素充分溶(rong)于奧(ao)氏體中，但(dan)也不宜過(guo)高。太高的加(jia)熱溫度(du)不僅會引(yin)起晶粒(li)粗大，還會使(shi)馬氏體轉變點太低(di)，致(zhi)使(shi)固(gu)溶(rong)處理后產生較多的殘留奧(ao)氏體。過(guo)高的加(jia)熱溫度(du)還可(ke)能(neng)使(shi)固(gu)溶(rong)組織中存在較多含量的鐵素體，影(ying)響強化效果。圖(tu)(tu)5-4是0Cr17Ni4Cu4Nb固(gu)溶(rong)加(jia)熱溫度(du)對Ms 點和硬(ying)度(du)影(ying)響的關(guan)系(xi)圖(tu)(tu)。
0Cr17Ni4Cu4Nb固溶加熱溫(wen)(wen)度(du)可(ke)選用1020~1060℃.這個固溶加熱溫(wen)(wen)度(du)可(ke)控(kong)制M.在(zai)80~120℃,M,在(zai)30℃左右。
由(you)于(yu)(yu)0Cr17Ni4Cu4Nb含有(you)的(de)(de)鉻(ge)、鎳(nie)，使固溶奧(ao)氏(shi)體有(you)較(jiao)好(hao)的(de)(de)穩定(ding)性(xing)，空冷即可得到馬氏(shi)體組織(zhi)，而且，含銅的(de)(de)ε相析出速度(du)較(jiao)慢(man)，不(bu)(bu)必擔心在固溶冷卻(que)階段(duan)析出。但是，為(wei)使固溶處理(li)后的(de)(de)組織(zhi)更細，能獲得更好(hao)的(de)(de)強化效(xiao)(xiao)果，提高塑性(xing)和(he)韌性(xing)，實際(ji)生(sheng)(sheng)產時(shi)多采(cai)用油(you)(you)冷。控(kong)制出油(you)(you)溫(wen)度(du)不(bu)(bu)高于(yu)(yu)室溫(wen)，并在充(chong)分冷卻(que)后再進行時(shi)效(xiao)(xiao)處理(li)。采(cai)用水冷的(de)(de)固溶效(xiao)(xiao)果也很好(hao)，但是在某些情況下可能產生(sheng)(sheng)裂紋。
固溶處理后的(de)金相組織應是含(han)有過(guo)飽和銅的(de)低碳板條狀馬氏體(ti)。有時可能還存在少量殘留奧(ao)氏體(ti)和鐵素體(ti)。見圖5-5。
2. 時效(xiao)處(chu)理(li)
0Cr17Ni4Cu4Nb鋼(gang)的時效(xiao)處理應(ying)根據對性能的要(yao)求確定加熱溫度(du)(du)。有資料報道，約480℃左右溫度(du)(du)時效(xiao)，可獲得最高的硬(ying)度(du)(du)和(he)強度(du)(du)。然后，隨著時效(xiao)溫度(du)(du)的升高，硬(ying)度(du)(du)和(he)強度(du)(du)下降，塑性和(he)韌性提高。見(jian)圖5-6和(he)表5-2。
為保(bao)證沉淀(dian)相(xiang)的充分(fen)析出和時效(xiao)效(xiao)果，時效(xiao)的保(bao)溫時間一(yi)般不少于4小時，保(bao)溫后可采用(yong)空氣冷(leng)卻。
0Cr17Ni4Cu4Nb固溶和時效(xiao)處理(li)對應的機(ji)械性能(neng)見表(biao)5-2。一些實測性能(neng)數據見表(biao)5-3。
0Cr17Ni4Cu4Nb時效(xiao)后，對耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)能有一(yi)定的影響。特(te)別是由于富銅相的析出，降低了(le)在氧化性(xing)酸中的耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)。0Cr17Ni4Cu4Nb 固溶經550℃時效(xiao)的金相組織圖見(jian)圖5-7。
0Cr17Ni4Cu4Nb是(shi)比較成熟和穩定的沉淀硬化不(bu)銹鋼(gang)，一般(ban)情況下采(cai)用固溶后時效處(chu)理(li)(li)就能滿足(zu)使用要求，但有的情況下需要用調整處(chu)理(li)(li)來提高熱處(chu)理(li)(li)質(zhi)量(liang)。
有的零(ling)件要求(qiu)組織(zhi)更均勻(yun)(yun)、性(xing)能更優良(liang)，并嚴格控(kong)制殘留奧(ao)氏(shi)體量，這時，可以在固溶處(chu)理后(hou)進行一次調整處(chu)理再(zai)時效(xiao)。這可保證材料(liao)獲得最大量的馬氏(shi)體，消除殘留奧(ao)氏(shi)體，經時效(xiao)處(chu)理后(hou)，沉淀析出(chu)相(xiang)更均勻(yun)(yun)，強(qiang)化效(xiao)果更好。
再(zai)比如，材料由于前期熱加(jia)工不(bu)正確或某(mou)些成分的(de)影響，降低了馬氏體轉(zhuan)變點溫(wen)度，而(er)采用正常的(de)固(gu)溶、時(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li)，得不(bu)到正常的(de)處(chu)(chu)理(li)效(xiao)果。這時(shi)，也可以考(kao)慮在固(gu)溶處(chu)(chu)理(li)后加(jia)一次調整處(chu)(chu)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(ke)見，調整處(chu)理作為馬氏體(ti)類沉淀硬化不(bu)銹鋼的補充處(chu)理，其作用是明顯的。
