沉淀(dian)(dian)硬化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是一(yi)類含沉淀(dian)(dian)硬化(hua)元素(Cu、Al、Ti、Nb)的鐵鉻鎳合金(jin),可(ke)以通過熱(re)處(chu)理強(qiang)化(hua),此類鋼(gang)(gang)(gang)具有高(gao)強(qiang)度(du)、足夠的韌性和適(shi)宜的耐蝕性。主(zhu)要應用于宇航工業(ye)和一(yi)些高(gao)技術產業(ye)。 沉淀(dian)(dian)硬化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)可(ke)區分(fen)為馬(ma)氏(shi)體(ti)、半奧氏(shi)體(ti)和奧氏(shi)體(ti)沉淀(dian)(dian)硬化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)三種主(zhu)要類型,近(jin)(jin)年來又出(chu)現(xian)了鐵素體(ti)沉淀(dian)(dian)硬化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。在馬(ma)氏(shi)體(ti)沉淀(dian)(dian)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中,基于馬(ma)氏(shi)體(ti)時(shi)效鋼(gang)(gang)(gang)的經驗,近(jin)(jin)年來出(chu)現(xian)了馬(ma)氏(shi)體(ti)時(shi)效不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),與前者(zhe)比較,后者(zhe)碳含量(liang)較低,其強(qiang)化(hua)手段主(zhu)要是靠金(jin)屬間化(hua)合物(wu)析(xi)出(chu),且熱(re)處(chu)理簡單。
S46500、Alloy 465、Costom 465 是一種無鈷的馬氏體沉淀硬化不銹鋼,其時效峰值后的抗拉強度可達到1800MPa。Costom 465 不銹鋼具有優異的缺口拉伸強度和斷裂韌性,應力腐蝕抗力也比較好,其性能優于Costom 455和PH13-8Mo鋼。該鋼于1997年取得專利,已用于軍用機的多個重要部件。
S46500、Alloy 465、Costom 465 不銹鋼(gang)適(shi)宜的(de)鍛造溫(wen)度(du)區間為(wei)1010~1093℃,鍛后(hou)(hou)空(kong)冷(leng)(leng),經固(gu)溶處(chu)理可(ke)以進(jin)行機械加(jia)工。推薦的(de)Costom 465鋼(gang)的(de)固(gu)溶溫(wen)度(du)為(wei)(982±8)℃,保溫(wen)一(yi)定時(shi)間,然后(hou)(hou)快冷(leng)(leng),截面尺寸在300mm以下時(shi)可(ke)在適(shi)當的(de)液體介質中(zhong)(zhong)冷(leng)(leng)卻,更大(da)尺寸時(shi)宜在空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)快冷(leng)(leng)。固(gu)處(chu)理后(hou)(hou)應在24h內進(jin)行-73℃冷(leng)(leng)處(chu)理,保持(chi)8h,然后(hou)(hou)升至室溫(wen)。
為獲(huo)得最佳的(de)切削加(jia)工(gong)(gong)性(xing)能(neng)(neng),經(jing)上述(shu)處(chu)理后再加(jia)熱至(zhi)(760±8)℃保(bao)溫2h,空(kong)冷(leng),再加(jia)熱至(zhi)(620±8)℃保(bao)溫4h,空(kong)冷(leng),此工(gong)(gong)藝被稱之為H1150M狀態。加(jia)工(gong)(gong)后的(de)部件應重新在982℃進行固(gu)溶處(chu)理和-73℃冷(leng)處(chu)理。該(gai)鋼的(de)焊接性(xing)能(neng)(neng)良好(hao)。
S46500、Alloy 465、Costom 465 不(bu)銹鋼(gang)(gang)經(jing)上述處理后(hou)應(ying)進(jin)行(xing)時(shi)效(xiao)(xiao),可在(zai)480~620℃進(jin)行(xing),保溫4~8h,然后(hou)空(kong)冷(leng)或(huo)在(zai)適當的(de)(de)(de)(de)介質中冷(leng)卻。該鋼(gang)(gang)經(jing)480℃時(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)可以得(de)到最(zui)高的(de)(de)(de)(de)強度(du),但韌(ren)性較低,適宜(yi)的(de)(de)(de)(de)時(shi)效(xiao)(xiao)溫度(du)應(ying)選(xuan)擇(ze)在(zai)510℃以上,可以得(de)到良好的(de)(de)(de)(de)綜合力(li)學性能。表(biao)9.61為Costom 465鋼(gang)(gang)棒材經(jing)固溶處理和時(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)的(de)(de)(de)(de)縱向力(li)學性能。
將S46500、Alloy 465、Costom 465不(bu)銹鋼(gang)經980℃固(gu)溶處理(li)(li)和(he)在(zai)-73℃冷處理(li)(li)8h后(hou)(hou),再進行不(bu)同溫(wen)(wen)度下保溫(wen)(wen)4h的(de)時(shi)效(xiao)(xiao)處理(li)(li),研究其(qi)組織的(de)變化和(he)性能(neng)的(de)關系。當時(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)(wen)度高(gao)(gao)(gao)于300℃時(shi),Costom 465 鋼(gang)強度隨溫(wen)(wen)度的(de)升高(gao)(gao)(gao)而迅速(su)提高(gao)(gao)(gao),495℃時(shi)達(da)到(dao)峰值(zhi)強度,時(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)(wen)度超過(guo)(guo)495℃后(hou)(hou),發生過(guo)(guo)時(shi)效(xiao)(xiao)。Costom 465鋼(gang)在(zai)時(shi)效(xiao)(xiao)過(guo)(guo)程中,其(qi)塑(su)性和(he)沖擊韌性的(de)谷值(zhi)出(chu)現在(zai)450℃時(shi)效(xiao)(xiao)時(shi),時(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)(wen)度超過(guo)(guo)450℃后(hou)(hou),鋼(gang)的(de)塑(su)性和(he)韌性迅速(su)提高(gao)(gao)(gao)。
S46500、Alloy 465、Costom 465 不銹鋼在溫度范圍200~300℃時效,鋼中的少量殘余奧氏體(約5%)未發生變化,時效溫度在400℃左右時,鋼中開始出現逆轉變奧氏體。在400~590℃時效,鋼中奧氏體含量呈上升趨勢,時效溫度為510℃時,鋼中的奧氏體含量為10%左右。時效溫度在590℃時,鋼中已形成的逆轉變奧氏體已不穩定,時效后降至室溫時,部分逆轉變奧氏體又轉變成馬氏體。Costom 465鋼在時效過程中出現硬化峰則與析出相的特性有關。研究表明,基體的析出相為針狀的具有六方晶體結構Ni3Ti相,析出時與母相馬氏體存在共格或半共格關系,使鋼得到有效的強化。在高于510℃時效時,析出相逐漸聚集,540℃時效時析出相直徑小于20nm,而590℃時效時已長大到約70nm。
綜上所(suo)述,510℃時效后,可以獲得(de)高的(de)強度(du),而(er)同時逆轉變奧(ao)氏(shi)體的(de)形(xing)成可使鋼具有比較高的(de)韌性。
S46500、Alloy 465、Costom 465 不銹鋼(gang)經(jing)固溶處理(li)后(hou),其強(qiang)度較(jiao)低(di),可(ke)以(yi)直接進(jin)行冷變(bian)形,冷變(bian)形量可(ke)達(da)70%,然(ran)后(hou)進(jin)行時效處理(li),可(ke)以(yi)得到(dao)高(gao)的強(qiang)度(表9.62)。