Cr-Mo-Co鋼的馬(ma)氏(shi)體(ti)組織在時效加(jia)熱過程中(zhong)首先發(fa)生(sheng)(sheng)回復,同(tong)時還發(fa)生(sheng)(sheng)由馬(ma)氏(shi)體(ti)用擴散方式形成(cheng)鐵素體(ti)加(jia)奧氏(shi)體(ti)的逆轉變,所生(sheng)(sheng)成(cheng)的奧氏(shi)體(ti)很穩定,冷卻到室溫(wen)也不(bu)轉變。在一(yi)般時效溫(wen)度下(xia),這(zhe)(zhe)種(zhong)轉變進行得很緩慢,在較(jiao)(jiao)(jiao)高溫(wen)度下(xia)則(ze)(ze)較(jiao)(jiao)(jiao)迅速,如AFC-77 不(bu)銹鋼在700℃以(yi)上(shang)加(jia)熱,這(zhe)(zhe)種(zhong)逆轉變就容易(yi)發(fa)生(sheng)(sheng)。鉬(mu)含量增高促使這(zhe)(zhe)種(zhong)反應(ying)的發(fa)生(sheng)(sheng),而(er)鈷的影響較(jiao)(jiao)(jiao)小(xiao),故AFC-77 不(bu)銹鋼容易(yi)發(fa)生(sheng)(sheng)這(zhe)(zhe)種(zhong)反應(ying),而(er)采用低鉬(mu)高鈷的鋼則(ze)(ze)可以(yi)降低這(zhe)(zhe)種(zhong)傾向。
AFC-77 不銹鋼含(han)(han)有0.15%C,有擴(kuo)大γ相區的作用,使在高溫下得到單(dan)一(yi)奧氏體,同時(shi)在時(shi)效過(guo)程中析出(chu)碳化物,有一(yi)定強化作用。這(zhe)樣的碳含(han)(han)量(liang)對(dui)韌性和可(ke)焊性沒有很大的影(ying)響(xiang)。加(jia)入0.5%V是因為(wei)釩對(dui)持久強度有有利(li)作用。硅、錳、硫(liu)、磷的降低是為(wei)了進(jin)一(yi)步增加(jia)鋼的韌性,減少鋼的脆化傾向。
AFC-77 不(bu)銹鋼經1093℃固(gu)溶處理(li)后,油淬到室溫得到馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)和(he)殘(can)余(yu)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組織(zhi),殘(can)余(yu)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)含(han)量(liang)約占50%,經過(guo)-73℃冷處理(li)后,殘(can)余(yu)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)含(han)量(liang)減少。它在(zai)高(gao)(gao)溫時(shi)(shi)可轉變成(cheng)貝氏(shi)(shi)體(ti)(ti)或鐵(tie)素體(ti)(ti)和(he)碳化(hua)物,也可能因析出(chu)碳化(hua)物而提(ti)高(gao)(gao)M,點,在(zai)隨后冷卻時(shi)(shi)轉變成(cheng)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)。比較圖9.91中(zhong)不(bu)同碳含(han)量(liang)和(he)鉬含(han)量(liang)對(dui)鋼性能的影(ying)響可以(yi)看出(chu),無碳的AFC-77鋼在(zai)400℃以(yi)上時(shi)(shi)效(xiao),隨時(shi)(shi)效(xiao)溫度(du)升(sheng)高(gao)(gao),硬度(du)增加,到565℃出(chu)現(xian)沉(chen)淀(dian)硬化(hua)高(gao)(gao)峰,硬度(du)達45HRC,在(zai)溫度(du)范圍500~600℃能保(bao)持高(gao)(gao)硬度(du),這主要是Fe2Mo和X相產生的。無鉬鋼時效在480℃達到高峰,這主要是碳化物析出所產生的。AFC-77鋼時效在565℃硬度達最高峰,超過50HRC。由此看來,AFC-77鋼的沉淀強化主要是Fe2Mo和X相產生的。相分析證明,AFC-77鋼在時效過程中有Cr23C6出現,它對沉淀強化作用較小,在760℃以上時效時將出現M6C型碳化物。
AFC-77 不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)在溫(wen)(wen)度(du)范圍(wei)480~650℃時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)(hou)有(you)較(jiao)高的(de)(de)強(qiang)度(du),在500℃時(shi)(shi)效(xiao)(xiao),鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)強(qiang)化(hua)主(zhu)要與鋼(gang)(gang)(gang)中碳的(de)(de)作(zuo)用有(you)關,在550℃以(yi)上時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)主(zhu)要是金屬間化(hua)合(he)物(wu)(wu)的(de)(de)沉淀強(qiang)化(hua)作(zuo)用,但(dan)這種鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)缺點是在425~590℃時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)(hou)會引起韌性的(de)(de)降(jiang)低。實踐證明,若固溶處理溫(wen)(wen)度(du)升高,碳化(hua)物(wu)(wu)和金屬間化(hua)合(he)物(wu)(wu)進一步(bu)溶解(jie),提高了奧(ao)氏(shi)體的(de)(de)合(he)金度(du),淬火(huo)后(hou)(hou)得到(dao)較(jiao)多的(de)(de)殘余奧(ao)氏(shi)體,則時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)(hou)的(de)(de)韌性有(you)所提高,但(dan)固溶溫(wen)(wen)度(du)超(chao)過1150℃后(hou)(hou),將(jiang)出(chu)現δ鐵素體,且呈(cheng)塊狀分布(bu),傷害鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)力學性能,但(dan)可通過采用雙級奧(ao)氏(shi)體化(hua)處理工藝以(yi)得到(dao)良好的(de)(de)綜合(he)力學性能。
雙級奧氏體化處理工藝為1200℃奧氏體化,再在850~1150℃等溫保持一定時間,使8鐵素體轉變為奧氏體,然后冷卻。這種工藝不僅可以消除塊狀的δ鐵素體,而且細化了晶粒。這種工藝較之1100℃奧氏體化,可以得到強度和韌性更好的配合。經1040~1100℃固溶處理及時效后和1200℃+1040℃雙級奧氏體化及熱處理后的強度與韌性的關系見圖9.92。