繼上述一些馬氏體沉淀(dian)硬化不銹鋼之后,一些研究者發現鈷和鉬同時加入Cr13型不(bu)銹鋼中可以使馬氏體的沉淀硬化效應特別強烈,從而開發出一些Cr-Mo-Co 系馬氏體沉淀硬化不銹鋼,其化學成分見表9.59。
從(cong)圖9.87可看出,在12%Cr基礎上加(jia)(jia)(jia)入鉬(mu)(mu)和鈷(gu),隨著(zhu)它(ta)們含(han)(han)量(liang)的(de)增加(jia)(jia)(jia),經淬火后(hou)在550~600℃時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi),沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)峰值(zhi)強烈升高(gao)。鉬(mu)(mu)的(de)作用(yong)尤其顯著(zhu),當(dang)鉬(mu)(mu)含(han)(han)量(liang)超過(guo)4%時(shi),600℃時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)后(hou)硬(ying)度(du)值(zhi)可超過(guo)500HV,但當(dang)鉬(mu)(mu)含(han)(han)量(liang)到8%時(shi),由于出現不能(neng)高(gao)溫(wen)固溶的(de)x相(xiang)(xiang)而出現脆性。因此,Cr-Mo-Co系馬氏體沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)不銹鋼(gang)中鉬(mu)(mu)含(han)(han)量(liang)必須控制在一(yi)定范圍內(nei)。鋼(gang)中的(de)鈷(gu)含(han)(han)量(liang)對沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)也有很大(da)影響,隨鈷(gu)含(han)(han)量(liang)增加(jia)(jia)(jia),時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)后(hou)的(de)硬(ying)度(du)顯著(zhu)增高(gao)(圖9.88)。鈷(gu)在沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)相(xiang)(xiang)中的(de)含(han)(han)量(liang)很低(di),鈷(gu)的(de)加(jia)(jia)(jia)入增強沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)可能(neng)有兩方面的(de)作用(yong),它(ta)除了本身增強了沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)強化(hua)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)外,還可以(yi)減少鉬(mu)(mu)在基體中的(de)溶解度(du),使沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)相(xiang)(xiang)增多。鈷(gu)還可以(yi)平衡因鉬(mu)(mu)的(de)增加(jia)(jia)(jia)導(dao)致(zhi)的(de)δ鐵素體形成(cheng)傾向(xiang)。鈷(gu)含(han)(han)量(liang)從(cong)0%增至8%時(shi)是升高(gao)Ms點的(de),鈷(gu)含(han)(han)量(liang)再增高(gao)將(jiang)逐漸降低(di)Ms點,這類鋼(gang)中鈷(gu)含(han)(han)量(liang)一(yi)般控制在10%~20%。釩形成(cheng)穩定的(de)VC,對鋼(gang)的(de)晶粒長大(da)起抑制作用(yong)。
目前應(ying)用的Cr-Mo-Co系馬氏體沉(chen)淀硬化不銹鋼有兩種(zhong)基本成分(fen):一種(zhong)是以(yi)13%Cr-5%Mo-13%Co為基的較高(gao)(gao)鉬含量的鋼;另一種(zhong)是以(yi)13%Cr-(2%~3%)Mo-(15%~20%)Co為基的低(di)鉬高(gao)(gao)鈷(gu)含量的鋼,如(ru)表9.59所示。
由圖9.89、圖9.90可見,5%Mo和13%Co配合可以得到最好的室溫和高溫強度及韌性的配合。鉬含量再增高,雖然短時強度有所增高,但持久強度反而降低。從組織上看,當鉬含量超過6%就出現8鐵素體。鉬含量在0%~5%時,隨著鉬含量增高,鋼的室溫強度、高溫強度和持久壽命都增加。在5%Mo的基礎上,鈷含量若超過14%,則室溫強度和高溫強度均降低,這是由于大量鈷降低M。點因而得到大量殘余奧氏體所致。當鈷含量由零增加到13%,室溫強度和高溫強度都增加。由圖9.90還可以看出,隨著鈷含量增加,鋼中δ鐵素體含量降低,到13%Co可得到全部奧氏體,消除了δ鐵素體的有害作用。
Cr-Mo-Co 馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)沉淀硬(ying)化不銹鋼經固(gu)溶處(chu)理(li)冷(leng)(leng)(leng)卻到室(shi)溫,組織中除馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)外(wai),還有(you)大(da)量(liang)殘余奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti),經-73℃冷(leng)(leng)(leng)處(chu)理(li),可使殘余奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)大(da)大(da)減少(shao)。無碳(tan)的(de)Cr-Mo-Co鋼經冷(leng)(leng)(leng)處(chu)理(li)后轉變(bian)為無碳(tan)的(de)合金(jin)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti),這種馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)具有(you)較低的(de)硬(ying)度,以及(ji)較高(gao)的(de)塑(su)性(xing)和韌性(xing),有(you)較小的(de)加工硬(ying)化傾(qing)向,其硬(ying)度在30HRC左右,可以直(zhi)接進行(xing)(xing)冷(leng)(leng)(leng)變(bian)形(xing),冷(leng)(leng)(leng)變(bian)形(xing)后的(de)板材可直(zhi)接進行(xing)(xing)時效處(chu)理(li),只有(you)在高(gao)變(bian)形(xing)量(liang)下才需要中間退火。對碳(tan)含量(liang)在0.15%左右的(de)Cr-Mo-Co鋼,由(you)于加入了起沉淀強化的(de)合金(jin)元(yuan)素和碳(tan)的(de)固(gu)溶強化雙重強化作(zuo)用,其馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)具有(you)較高(gao)的(de)硬(ying)度,如(ru)AFC-77(12Cr14Co13Mo5V)鋼硬(ying)度達50HRC左右,不能進行(xing)(xing)冷(leng)(leng)(leng)變(bian)形(xing)。