158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼是碳質量分數高達1.45%~1.70%的馬氏體不銹耐熱鋼,鋼中加入Mo、V,Mo能減輕碳化物偏析并提高淬透性,V能細化晶粒,增加韌性。該鋼具有高淬透性,斷面在400mm以下可以完全淬透,在300~400℃仍可保持良好的硬度和耐磨性,淬火時體積變化量小,又有高的耐磨性和良好的綜合性能,所以可以制造斷面大、形狀復雜、經常承受較大沖擊的各種模具,并可作為航空用不銹耐熱鋼棒材。
一、化學(xue)成分
158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼的化學成分見表4-124。
二、臨界點
Ac1≈810℃、Ac3≈1200℃、Ar1≈760℃、Ms≈185℃。
三、熱加工
158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼鍛造工藝規范見表4-125。
由于(yu)158Cr12MoV(1Cr12MoV)鋼屬于(yu)萊氏(shi)體鋼,鋼中(zhong)碳(tan)化物偏(pian)析。為了(le)改(gai)善(shan)碳(tan)化物的不均勻,在(zai)加工前必須鍛造(zao)或(huo)(huo)改(gai)鍛,鍛造(zao)實際操作時(shi)一(yi)定要嚴格執(zhi)行(xing)鍛造(zao)工藝(yi)規范(fan),其關鍵(jian)在(zai)于(yu)毛坯(pi)加熱溫(wen)度(du)(du)及保溫(wen)時(shi)間(jian)。溫(wen)度(du)(du)低、時(shi)間(jian)短、透(tou)燒不足或(huo)(huo)變(bian)形抗力(li)太大,會(hui)產(chan)生(sheng)鍛件內裂或(huo)(huo)裂紋;而(er)加熱溫(wen)度(du)(du)過高,會(hui)使(shi)毛坯(pi)過熱或(huo)(huo)過燒,導致鍛打碎裂而(er)報廢;保溫(wen)時(shi)間(jian)長(chang),會(hui)造(zao)成晶粒長(chang)大及表面嚴重脫(tuo)碳(tan)。加熱時(shi)要先預熱,再(zai)逐漸(jian)升溫(wen),注意工件放置的位置要適(shi)當(dang),且應注意翻料(liao),以(yi)便均勻加熱。
鍛打時堅持多向鐓拔,反復鐓粗、拔長(chang),將網狀碳化物和共晶碳化物打碎(sui),消除碳化物的(de)不均勻性。鍛后(hou)應注意緩冷(leng)并及時退火。
四、預備熱處理
預備熱處理的過程如下:
1. 鍛(duan)后一般退火:加(jia)熱溫度(du)為850~870℃,保溫4~5h,爐冷至500℃以下出爐空冷,退火后硬度(du)≤229HBW,組織為粒狀珠光體(ti)+碳化物。
2. 鍛后(hou)等溫(wen)退(tui)火:加熱溫(wen)度(du)(du)為(wei)(wei)850~870℃,保(bao)溫(wen)1~2h;爐(lu)冷至(zhi)(zhi)720~750℃,保(bao)溫(wen)3~4h,爐(lu)冷至(zhi)(zhi)550℃以下(xia)出(chu)爐(lu)空冷。退(tui)火后(hou)硬度(du)(du)為(wei)(wei)207~255HBW,組織為(wei)(wei)細珠(zhu)光體+碳化物。
3. 高溫回火(huo):加熱溫度(du)為760~790℃,保溫2~3h,爐(lu)冷或空冷,硬度(du)為207~255HBW。
五、淬火及(ji)回火
具體分述(shu)如下:
1. 推(tui)薦淬火規范(fan)見表(biao)4-126。
2. 回火(huo)(huo)規范見表4-127,不同回火(huo)(huo)溫度(du)(du)與(yu)硬度(du)(du)的關系見表4-128。
3. 不同(tong)加熱和冷卻條件下的硬度與(yu)淬火溫度的關系見表4-129。
4. 等溫淬火
1030℃加熱保溫后,在250~280℃溫度(du)下的(de)硝鹽中等溫一段時(shi)間后空(kong)冷,可(ke)以獲(huo)(huo)得下貝氏(shi)(shi)體(ti)+馬氏(shi)(shi)體(ti)+殘留奧氏(shi)(shi)體(ti)+碳化物的(de)混合組織(zhi),然后再經過適(shi)當溫度(du)回火(huo),即可(ke)獲(huo)(huo)得滿意的(de)性能(neng)。等溫淬火(huo)的(de)最(zui)大優(you)點,就在于不降低工件(jian)強度(du)的(de)同時(shi),能(neng)大幅度(du)提(ti)高模具的(de)韌性,工件(jian)的(de)使用壽命一般可(ke)以提(ti)高30%~50%。
5. 固(gu)溶雙細化工藝
完全利用熱處理方法,使(shi)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物細化(hua)(hua)(hua)、棱角(jiao)圓(yuan)整化(hua)(hua)(hua),同時使(shi)奧氏體晶粒(li)(li)超細化(hua)(hua)(hua),其主要的工藝(yi)(yi)措施是高溫固溶和循(xun)環細化(hua)(hua)(hua)。高溫固溶可以(yi)改善碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物的形態和粒(li)(li)度。循(xun)環細化(hua)(hua)(hua)的目的在于使(shi)奧氏體晶粒(li)(li)超細化(hua)(hua)(hua)。現(xian)將158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼固溶雙細化(hua)(hua)(hua)工藝(yi)(yi)簡述如下;
固(gu)溶處理(li)是(shi)將(jiang)零件粗加(jia)工后(hou)在高溫(wen)加(jia)熱(re)固(gu)溶,加(jia)熱(re)溫(wen)度為(wei)1100~1150℃(加(jia)熱(re)過程中預熱(re)兩(liang)次(ci)),保(bao)溫(wen)一段(duan)時間后(hou)可直(zhi)接淬入熱(re)油或等溫(wen)處理(li)后(hou)轉變為(wei)下貝氏體(ti)+馬氏體(ti)的復合組織。回火溫(wen)度為(wei)750℃,保(bao)溫(wen)1h,組織為(wei)細片狀珠光體(ti)為(wei)基(ji)體(ti)的原始(shi)組織。
雙細化工藝是在最終熱(re)處理前再(zai)增加(jia)一次低溫淬火(huo),加(jia)熱(re)溫度(du)為960℃,油冷淬火(huo),300℃左右出(chu)油空(kong)冷。
經(jing)固(gu)溶雙細(xi)化(hua)后,158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼的(de)沖擊韌度可以成(cheng)倍提高,零(ling)件的(de)使用壽(shou)命可以翻(fan)幾番,工序雖然增加,單位成(cheng)本有所上(shang)升,但總(zong)的(de)經(jing)濟效益仍然很高。