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(ban)奧(ao)氏體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)(dian)硬化不(bu)銹鋼(gang)提高(gao)馬氏體(ti)(ti)點(dian)和增加馬氏體(ti)(ti)量的方法(fa)通常(chang)有(you)調整處(chu)理(li)(T處(chu)理(li))、冷變形處(chu)理(li)(C處(chu)理(li))和冷處(chu)理(li)(R處(chu)理(li))。所以(yi),半(ban)奧(ao)氏體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)(dian)硬化不(bu)銹鋼(gang)的熱處(chu)理(li)比(bi)馬氏體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)(dian)硬化不(bu)銹鋼(gang)熱處(chu)理(li)復雜一些。


0Cr17Ni7AI(PH17-7)是半奧(ao)氏體(ti)沉淀硬(ying)化不銹鋼的典型牌(pai)號(hao),其化學成(cheng)分(fen)見(jian)表(biao)5-4,標(biao)準(zhun)規定的力(li)學性能見(jian)表(biao)5-5。



 0Cr17Ni7Al 中的沉淀硬化(hua)元(yuan)素是鋁(lv),在(zai)時(shi)效時(shi),以鎳(nie)一部(bu)化(hua)合物析(xi)出(chu)的形式使鋼(gang)得到硬化(hua)。


 0Cr17Ni7Al鋼(gang)的熱處理(li)一般有三種組合方式。固溶處理(li)(A)-加工-調整處理(li)(T)-時效處理(li)(H).


 固(gu)溶處理(A)-加(jia)工(gong)-調整處理(T)-冷處理(R)-時效處理(H).


 固(gu)溶處(chu)理(A)-冷變(bian)形處(chu)理(C)-時效處(chu)理(H).



1. 固溶處理(li)


 0Cr17Ni7Al鋼固溶處理的加熱(re)溫(wen)度(du)可(ke)選擇1040~1050℃,保溫(wen)后視情況空冷、油冷或水(shui)冷。處理后的組織(zhi)基(ji)本是奧氏體組織(zhi),可(ke)能有少量鐵素(su)體,硬度(du)很低(di),一般(ban)達200HB左右(you)。強度(du)低(di),但塑性高。


 固(gu)(gu)溶(rong)處理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)準確度(du)(du)(du)、均勻性(xing)及冷(leng)卻效果(guo)(guo)都會(hui)(hui)影(ying)響(xiang)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)最終處理(li)(li)效果(guo)(guo)。0Cr17Ni7Al固(gu)(gu)溶(rong)處理(li)(li)后可(ke)能(neng)含(han)有(you)5%~10%的(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti),如(ru)果(guo)(guo)加(jia)熱溫度(du)(du)(du)超高,鐵素體(ti)量就會(hui)(hui)增(zeng)多(duo),特別是鋼中含(han)碳(tan)量低時,鐵素體(ti)量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)更明顯。如(ru)果(guo)(guo)超溫太多(duo),材料(liao)過熱而產(chan)(chan)生(sheng)過量鐵素體(ti),在以(yi)后的(de)(de)(de)(de)處理(li)(li)中很難消(xiao)除,將直接影(ying)響(xiang)時效后的(de)(de)(de)(de)處理(li)(li)質量。反之,如(ru)果(guo)(guo)固(gu)(gu)溶(rong)溫度(du)(du)(du)過低,材料(liao)M.點會(hui)(hui)上升,冷(leng)卻后的(de)(de)(de)(de)組(zu)織中可(ke)能(neng)會(hui)(hui)產(chan)(chan)生(sheng)部(bu)分馬(ma)氏體(ti),這(zhe)不僅給下一(yi)步的(de)(de)(de)(de)成型加(jia)工造(zao)成困難,還會(hui)(hui)因為這(zhe)部(bu)分馬(ma)氏體(ti)過飽和(he)碳(tan)及合金的(de)(de)(de)(de)量不足,達(da)不到(dao)理(li)(li)想的(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du),也會(hui)(hui)影(ying)響(xiang)最終的(de)(de)(de)(de)沉(chen)淀(dian)強化效果(guo)(guo),得不到(dao)理(li)(li)想的(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du)和(he)強度(du)(du)(du),還影(ying)響(xiang)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)彈性(xing),所以(yi),對于用0Cr17Ni7Al制造(zao)的(de)(de)(de)(de)彈性(xing)件的(de)(de)(de)(de)熱處理(li)(li)更應注意(yi)這(zhe)一(yi)問題。



2. 調整處理


 調(diao)整(zheng)處理(li)的(de)(de)(de)作(zuo)用是(shi)通過加熱使奧氏(shi)(shi)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)合金(jin)碳化物析出(chu),降低奧氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)穩定性,從(cong)而提高(gao)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian)溫(wen)(wen)度(du),以(yi)保證奧氏(shi)(shi)體(ti)向馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)轉(zhuan)變(bian)(bian),調(diao)整(zheng)加熱溫(wen)(wen)度(du)不(bu)同(tong),對(dui)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian)溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)改變(bian)(bian)程度(du)也不(bu)同(tong),冷卻后(hou)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)量也不(bu)同(tong),從(cong)而反映出(chu)硬度(du)上的(de)(de)(de)差別(bie)。


 目前,0Cr17Ni7Al在實(shi)際生產(chan)中(zhong)的調整處理一(yi)般有(you)兩種(zhong)溫度選擇。


 一(yi)種(zhong)是當對(dui)鋼(gang)的(de)強度要求(qiu)不高(gao)時(shi),可采(cai)用760℃左右(you)的(de)溫度加熱,Ms點可提高(gao)到(dao)70℃左右(you),冷卻(que)后(hou),基體(ti)是馬氏體(ti)組織,馬氏體(ti)中的(de)碳和合金元素有一(yi)定程度的(de)過飽和。然后(hou)再進行時(shi)效處理。


 第二種情況(kuang)是對鋼的(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)要求很高時(shi)(shi),可采(cai)用960℃左(zuo)(zuo)右的(de)加熱溫度(du),此時(shi)(shi)鋼的(de)M.點在-70~-60℃,冷(leng)卻后(hou),基體是碳(tan)和合(he)金充分過飽(bao)和的(de)奧(ao)氏(shi)體,然后(hou)應(ying)再進行一(yi)次 -73℃左(zuo)(zuo)右的(de)冷(leng)處理(li),得到馬氏(shi)體組織。這種馬氏(shi)體中的(de)碳(tan)和合(he)金元素(su)的(de)過飽(bao)和程度(du)遠遠高于經760℃左(zuo)(zuo)右溫度(du)調(diao)(diao)(diao)(diao)整(zheng)得到的(de)馬氏(shi)體中碳(tan)和合(he)金元素(su)的(de)過飽(bao)和程度(du)。所以,高溫調(diao)(diao)(diao)(diao)整(zheng)處理(li)并經冷(leng)處理(li)后(hou)得到的(de)馬氏(shi)體基體強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)高,經時(shi)(shi)效后(hou),沉淀強(qiang)(qiang)(qiang)化的(de)效果也大。有試(shi)驗(yan)數據表明,0Cr17Ni7Al 鋼經固(gu)溶 960℃調(diao)(diao)(diao)(diao)整(zheng)、 -73℃冷(leng)處理(li)時(shi)(shi)效處理(li)的(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)比固(gu)溶 -760℃調(diao)(diao)(diao)(diao)整(zheng)-時(shi)(shi)效處理(li)的(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)能提高20%左(zuo)(zuo)右。


 調整處(chu)(chu)理的作(zuo)用(yong)是調整M.點,調整處(chu)(chu)理溫度的準確程度對處(chu)(chu)理效果的影響相似于固(gu)溶處(chu)(chu)理。


 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


  0Cr17Ni7Al冷處(chu)(chu)(chu)理的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是(shi)使調整(zheng)處(chu)(chu)(chu)理后還存在(zai)的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)能(neng)繼續向馬氏體(ti)轉變(bian)。冷處(chu)(chu)(chu)理一般采(cai)用-73℃,較(jiao)長時(shi)間(jian)地保持,通常保持8h以(yi)上,以(yi)確(que)保奧(ao)(ao)氏體(ti)的(de)(de)(de)充分轉變(bian)。采(cai)用-73℃保溫(wen),是(shi)因(yin)為這個(ge)溫(wen)度(du)已經低于(yu)(yu)經過調整(zheng)處(chu)(chu)(chu)理(960℃左右調整(zheng))后的(de)(de)(de)Ms 溫(wen)度(du)。由于(yu)(yu)是(shi)在(zai)極低的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)下轉變(bian),才需要有較(jiao)長的(de)(de)(de)等溫(wen)保持時(shi)間(jian)。處(chu)(chu)(chu)理后再(zai)經時(shi)效處(chu)(chu)(chu)理,使材料(liao)獲得高的(de)(de)(de)強度(du)和韌性配合(he)的(de)(de)(de)綜合(he)機械性能(neng)。


  為(wei)保證(zheng)好的冷處(chu)理(li)效果,要注意在調整(zheng)處(chu)理(li)后(hou)盡快進行冷處(chu)理(li),最(zui)好不(bu)超過(guo)1小時(shi),最(zui)多不(bu)要超過(guo)8小時(shi),因為(wei)放置時(shi)間長了會促使奧氏體的穩定(ding)化,影(ying)響冷處(chu)理(li)效果。



4. 冷變形處理(li)


 0Cr17Ni7Al鋼的冷變(bian)形加工處理,主(zhu)要是(shi)指為獲得絲(si)材(cai)、薄板材(cai)、帶材(cai)的冷加工變(bian)形過程(cheng)。


 冷加工變形度會影(ying)響Ma溫度,從而影(ying)響獲得的馬氏體量(liang)、最終反映在沉淀(dian)硬(ying)化(hua)后的硬(ying)度和強度不同(tong)。有(you)試驗研究表(biao)明(ming),冷變形加工量(liang)大(da)于50%時,才會突顯強化(hua)作用(yong)。冷變形量(liang)越大(da),時效(xiao)后沉淀(dian)強化(hua)的效(xiao)果越明(ming)顯,見(jian)表(biao)5-6。


表 6.jpg



5. 時效處理


 0Cr17Ni7Al 時效(xiao)(xiao)處理時的(de)(de)主要沉(chen)淀析出物(wu)是(shi)鎳-鋁(lv)金屬間化合物(wu)。時效(xiao)(xiao)溫度的(de)(de)確定主要是(shi)根據對性(xing)能的(de)(de)要求和時效(xiao)(xiao)處理前的(de)(de)經歷程(cheng)序。目(mu)前,通常使用的(de)(de)方(fang)式(shi)有(you)以下幾(ji)種。


 a. 固溶處理后采(cai)用760℃左右溫度調整處理,時(shi)效溫度采(cai)用560℃左右,空冷。


 b. 固溶(rong)處理后采(cai)用960℃左右(you)溫度(du)調整處理,再進(jin)行-73℃左右(you)溫度(du)冷處理,時效溫度(du)采(cai)用510℃左右(you),空冷。


 c. 固溶處理后采用冷加工(gong)變(bian)形時(如冷拉絲、冷軋(ya)板等),時效溫度采用490℃左右(you),空冷。


時(shi)效處理的溫度控制(zhi)要更精確(que),最好(hao)控制(zhi)在工(gong)藝溫度±5℃范圍內,時(shi)效保溫時(shi)間一般要比固(gu)溶保溫時(shi)間延長1~2倍。以(yi)保證沉(chen)淀相的充分(fen)析出。