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)奧氏體(ti)沉(chen)淀(dian)(dian)硬(ying)化不銹鋼(gang)(gang)提高(gao)馬氏體(ti)點和增加馬氏體(ti)量的方法通常有調(diao)整處(chu)理(li)(li)(T處(chu)理(li)(li))、冷變形處(chu)理(li)(li)(C處(chu)理(li)(li))和冷處(chu)理(li)(li)(R處(chu)理(li)(li))。所(suo)以,半(ban)奧氏體(ti)沉(chen)淀(dian)(dian)硬(ying)化不銹鋼(gang)(gang)的熱處(chu)理(li)(li)比馬氏體(ti)沉(chen)淀(dian)(dian)硬(ying)化不銹鋼(gang)(gang)熱處(chu)理(li)(li)復(fu)雜一些。


0Cr17Ni7AI(PH17-7)是(shi)半奧氏體沉(chen)淀硬化不銹鋼的典型牌號,其化學成分見(jian)表(biao)(biao)5-4,標(biao)準規定的力學性能見(jian)表(biao)(biao)5-5。



 0Cr17Ni7Al 中的(de)沉淀硬化(hua)元(yuan)素是鋁,在時效時,以鎳一部(bu)化(hua)合物析出(chu)的(de)形式使鋼得到硬化(hua)。


 0Cr17Ni7Al鋼的熱處(chu)(chu)理一般有三種組合方(fang)式。固(gu)溶處(chu)(chu)理(A)-加工-調整處(chu)(chu)理(T)-時效處(chu)(chu)理(H).


 固溶處(chu)理(A)-加(jia)工-調整處(chu)理(T)-冷處(chu)理(R)-時效處(chu)理(H).


 固溶(rong)處理(li)(A)-冷變形(xing)處理(li)(C)-時效處理(li)(H).



1. 固溶處(chu)理


 0Cr17Ni7Al鋼固溶處(chu)(chu)理的加熱溫度可選擇1040~1050℃,保(bao)溫后(hou)視(shi)情況空(kong)冷(leng)、油(you)冷(leng)或水冷(leng)。處(chu)(chu)理后(hou)的組織基本是(shi)奧(ao)氏體組織,可能有少量(liang)鐵素體,硬度很低(di),一般達200HB左右。強度低(di),但塑性高。


 固(gu)(gu)溶處(chu)理(li)(li)(li)的溫(wen)度(du)準確(que)度(du)、均勻(yun)性及(ji)冷卻效果都會(hui)影(ying)響材(cai)料(liao)的最(zui)終處(chu)理(li)(li)(li)效果。0Cr17Ni7Al固(gu)(gu)溶處(chu)理(li)(li)(li)后(hou)可能含有5%~10%的鐵(tie)素(su)體(ti),如(ru)果加熱(re)溫(wen)度(du)超高,鐵(tie)素(su)體(ti)量(liang)(liang)就(jiu)會(hui)增多(duo),特別(bie)是鋼(gang)中含碳量(liang)(liang)低(di)時,鐵(tie)素(su)體(ti)量(liang)(liang)的增加更(geng)明顯。如(ru)果超溫(wen)太(tai)多(duo),材(cai)料(liao)過(guo)熱(re)而產生(sheng)過(guo)量(liang)(liang)鐵(tie)素(su)體(ti),在以后(hou)的處(chu)理(li)(li)(li)中很難(nan)消除,將直(zhi)接影(ying)響時效后(hou)的處(chu)理(li)(li)(li)質量(liang)(liang)。反(fan)之,如(ru)果固(gu)(gu)溶溫(wen)度(du)過(guo)低(di),材(cai)料(liao)M.點會(hui)上升,冷卻后(hou)的組織(zhi)中可能會(hui)產生(sheng)部(bu)(bu)分馬(ma)氏體(ti),這不僅給下一步的成(cheng)型加工造成(cheng)困難(nan),還會(hui)因為這部(bu)(bu)分馬(ma)氏體(ti)過(guo)飽和(he)碳及(ji)合金的量(liang)(liang)不足,達不到理(li)(li)(li)想(xiang)的硬度(du),也(ye)會(hui)影(ying)響最(zui)終的沉淀強(qiang)化效果,得不到理(li)(li)(li)想(xiang)的硬度(du)和(he)強(qiang)度(du),還影(ying)響材(cai)料(liao)的彈性,所以,對于用0Cr17Ni7Al制造的彈性件(jian)的熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)更(geng)應注意這一問題(ti)。



2. 調整處理(li)


 調整處(chu)理的作用是通過加(jia)熱(re)使(shi)奧(ao)氏(shi)體中的合金碳化物析出,降低(di)奧(ao)氏(shi)體的穩定性,從而(er)提高馬氏(shi)體轉(zhuan)變(bian)溫度(du),以(yi)保證奧(ao)氏(shi)體向馬氏(shi)體的轉(zhuan)變(bian),調整加(jia)熱(re)溫度(du)不(bu)同,對馬氏(shi)體轉(zhuan)變(bian)溫度(du)的改(gai)變(bian)程度(du)也不(bu)同,冷卻后(hou)馬氏(shi)體量也不(bu)同,從而(er)反映出硬度(du)上的差別。


 目前,0Cr17Ni7Al在(zai)實際生產中的調整處理一般有(you)兩(liang)種溫(wen)度選擇。


 一(yi)種是(shi)當對鋼的(de)強度要(yao)求不高時,可(ke)采用760℃左右的(de)溫度加(jia)熱,Ms點可(ke)提(ti)高到(dao)70℃左右,冷(leng)卻后,基體是(shi)馬氏(shi)體組織,馬氏(shi)體中的(de)碳和(he)合金元素有一(yi)定程度的(de)過飽和(he)。然(ran)后再進(jin)行時效處理。


 第二種(zhong)情況是對鋼(gang)的(de)強(qiang)度(du)(du)要求很(hen)高(gao)時,可采(cai)用(yong)960℃左右(you)的(de)加熱溫度(du)(du),此時鋼(gang)的(de)M.點在(zai)-70~-60℃,冷(leng)卻后(hou),基(ji)體(ti)(ti)(ti)是碳(tan)和(he)合(he)金充分(fen)過飽和(he)的(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti),然后(hou)應再進行一(yi)次 -73℃左右(you)的(de)冷(leng)處(chu)(chu)理(li)(li)(li),得到(dao)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)組織。這種(zhong)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)中的(de)碳(tan)和(he)合(he)金元素的(de)過飽和(he)程度(du)(du)遠(yuan)遠(yuan)高(gao)于經760℃左右(you)溫度(du)(du)調(diao)(diao)整(zheng)得到(dao)的(de)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)中碳(tan)和(he)合(he)金元素的(de)過飽和(he)程度(du)(du)。所以,高(gao)溫調(diao)(diao)整(zheng)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)并經冷(leng)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)后(hou)得到(dao)的(de)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)(ti)強(qiang)度(du)(du)高(gao),經時效后(hou),沉(chen)淀強(qiang)化(hua)的(de)效果也大。有試驗數(shu)據表明,0Cr17Ni7Al 鋼(gang)經固(gu)溶 960℃調(diao)(diao)整(zheng)、 -73℃冷(leng)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)時效處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)強(qiang)度(du)(du)比固(gu)溶 -760℃調(diao)(diao)整(zheng)-時效處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)強(qiang)度(du)(du)能提高(gao)20%左右(you)。


 調(diao)(diao)(diao)整處理的作用(yong)是(shi)調(diao)(diao)(diao)整M.點,調(diao)(diao)(diao)整處理溫度的準確(que)程度對(dui)處理效果的影響相似于固溶處理。


 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(leng)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)目的(de)(de)是使(shi)調(diao)整處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)后(hou)還存在的(de)(de)奧(ao)氏體能繼續向馬氏體轉變(bian)。冷(leng)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)一(yi)般(ban)采用-73℃,較(jiao)長時(shi)間地保(bao)持(chi),通常保(bao)持(chi)8h以(yi)上,以(yi)確(que)保(bao)奧(ao)氏體的(de)(de)充分轉變(bian)。采用-73℃保(bao)溫(wen)(wen),是因為這個溫(wen)(wen)度已經(jing)低(di)于(yu)經(jing)過調(diao)整處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(960℃左右調(diao)整)后(hou)的(de)(de)Ms 溫(wen)(wen)度。由于(yu)是在極低(di)的(de)(de)溫(wen)(wen)度下轉變(bian),才需(xu)要有較(jiao)長的(de)(de)等溫(wen)(wen)保(bao)持(chi)時(shi)間。處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)后(hou)再經(jing)時(shi)效處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li),使(shi)材料獲得(de)高的(de)(de)強度和韌性配(pei)合的(de)(de)綜(zong)合機械性能。


  為保證(zheng)好(hao)(hao)的冷處理效(xiao)果(guo),要注意(yi)在調整處理后盡快(kuai)進行冷處理,最好(hao)(hao)不超(chao)過1小(xiao)時(shi),最多不要超(chao)過8小(xiao)時(shi),因為放置時(shi)間長了(le)會促使(shi)奧氏體的穩定化,影響冷處理效(xiao)果(guo)。



4. 冷(leng)變形處理


 0Cr17Ni7Al鋼(gang)的(de)(de)冷(leng)變(bian)形(xing)加(jia)工處(chu)理,主要是(shi)指(zhi)為獲得絲材(cai)、薄板材(cai)、帶材(cai)的(de)(de)冷(leng)加(jia)工變(bian)形(xing)過程。


 冷加工(gong)變(bian)(bian)形度會影(ying)響Ma溫度,從而(er)影(ying)響獲得的(de)馬氏體量、最終反映(ying)在沉淀(dian)硬化后的(de)硬度和強度不同(tong)。有試驗(yan)研究(jiu)表(biao)明(ming),冷變(bian)(bian)形加工(gong)量大于50%時(shi),才會突(tu)顯(xian)強化作用。冷變(bian)(bian)形量越(yue)大,時(shi)效后沉淀(dian)強化的(de)效果越(yue)明(ming)顯(xian),見表(biao)5-6。


表 6.jpg



5. 時效處理


 0Cr17Ni7Al 時效處理時的(de)主要(yao)(yao)沉淀析出物是(shi)鎳-鋁金(jin)屬(shu)間化(hua)合物。時效溫度的(de)確定主要(yao)(yao)是(shi)根據對性能的(de)要(yao)(yao)求和時效處理前的(de)經歷程(cheng)序。目前,通(tong)常(chang)使用的(de)方式(shi)有以下幾種。


 a. 固溶(rong)處(chu)理后(hou)采(cai)用760℃左右溫度調整處(chu)理,時效溫度采(cai)用560℃左右,空冷(leng)。


 b. 固(gu)溶處(chu)理(li)后采(cai)用(yong)960℃左右溫度調整處(chu)理(li),再(zai)進行-73℃左右溫度冷(leng)處(chu)理(li),時效溫度采(cai)用(yong)510℃左右,空冷(leng)。


 c. 固溶處理(li)后采(cai)用(yong)冷(leng)(leng)加工變(bian)形時(如冷(leng)(leng)拉絲、冷(leng)(leng)軋板等),時效溫度采(cai)用(yong)490℃左右,空冷(leng)(leng)。


時(shi)效處理的溫度控制要更精確(que),最好控制在工藝溫度±5℃范圍內,時(shi)效保(bao)(bao)溫時(shi)間一(yi)般(ban)要比固溶保(bao)(bao)溫時(shi)間延長1~2倍。以保(bao)(bao)證沉淀相的充分析(xi)出。