馬氏體沉淀硬化不銹鋼固溶處理后的基體組織基本上是馬氏體，已具有較好的強度，再經適當的時效處理即可滿足性能要求。一般情況下，采用固溶處理（A),再進行一次時效處理（H)。
0Cr17Ni4Cu4Nb(PH17-4)是馬氏體(ti)類沉淀(dian)硬化不銹鋼的典型牌號。其化學成分見(jian)(jian)表(biao)5-1,標(biao)準規(gui)定的力學性能(neng)見(jian)(jian)表(biao)5-2。
0Cr17Ni4Cu4Nb 中的(de)(de)(de)主要沉淀(dian)(dian)硬化(hua)元素(su)是(shi)銅(tong)，銅(tong)的(de)(de)(de)沉淀(dian)(dian)硬化(hua)作用(yong)明顯(xian)，但銅(tong)含(han)量偏高時(shi)(shi)對韌性有影響，對焊接性不利，對于(yu)鑄件還容易產(chan)生鑄造偏析(xi)。因此，實際生產(chan)時(shi)(shi)，常控(kong)制含(han)銅(tong)量不大(da)于(yu)3.5%.加人鈮也可以(yi)在時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)起到(dao)沉淀(dian)(dian)硬化(hua)的(de)(de)(de)作用(yong)，并(bing)阻礙(ai)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)組織的(de)(de)(de)晶粒長大(da)傾向。當(dang)然，鈮也起到(dao)穩定(ding)碳的(de)(de)(de)作用(yong)。
0Cr17Ni4Cu4Nb的熱處理一般含固(gu)溶處理和時效處理。
1. 固(gu)溶處理
固溶(rong)加(jia)熱溫度(du)(du)(du)應保證鋼中的(de)(de)碳和(he)合(he)金元(yuan)素充分溶(rong)于奧氏(shi)體中，但也不(bu)宜過高。太高的(de)(de)加(jia)熱溫度(du)(du)(du)不(bu)僅會引起晶粒粗大，還會使馬氏(shi)體轉(zhuan)變點太低，致使固溶(rong)處(chu)理后產生較多的(de)(de)殘留奧氏(shi)體。過高的(de)(de)加(jia)熱溫度(du)(du)(du)還可能使固溶(rong)組織(zhi)中存在(zai)較多含量的(de)(de)鐵(tie)素體，影(ying)響強化(hua)效果。圖(tu)5-4是0Cr17Ni4Cu4Nb固溶(rong)加(jia)熱溫度(du)(du)(du)對Ms 點和(he)硬度(du)(du)(du)影(ying)響的(de)(de)關系(xi)圖(tu)。
0Cr17Ni4Cu4Nb固(gu)溶加(jia)熱溫度(du)可選用1020~1060℃.這個固(gu)溶加(jia)熱溫度(du)可控(kong)制M.在80~120℃,M,在30℃左右。
由于(yu)0Cr17Ni4Cu4Nb含有的鉻、鎳，使固(gu)(gu)溶(rong)奧氏體有較好的穩定(ding)性，空冷即(ji)可(ke)得到馬氏體組(zu)織(zhi)，而且，含銅的ε相析(xi)出(chu)速(su)度(du)(du)較慢，不(bu)必(bi)擔(dan)心在(zai)固(gu)(gu)溶(rong)冷卻階段析(xi)出(chu)。但(dan)(dan)是，為使固(gu)(gu)溶(rong)處理后(hou)的組(zu)織(zhi)更(geng)(geng)細，能獲得更(geng)(geng)好的強化(hua)效(xiao)(xiao)果(guo)，提高(gao)塑性和韌性，實際生產時(shi)(shi)多(duo)采(cai)用油冷。控(kong)制出(chu)油溫度(du)(du)不(bu)高(gao)于(yu)室溫，并在(zai)充(chong)分(fen)冷卻后(hou)再(zai)進(jin)行時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理。采(cai)用水冷的固(gu)(gu)溶(rong)效(xiao)(xiao)果(guo)也很好，但(dan)(dan)是在(zai)某些情況下可(ke)能產生裂紋。
固溶處(chu)理后的金相(xiang)組織應是含有(you)過飽和銅的低(di)碳板(ban)條(tiao)狀馬氏(shi)體。有(you)時可能還存(cun)在少量殘(can)留奧(ao)氏(shi)體和鐵素(su)體。見圖5-5。
2. 時效處理
0Cr17Ni4Cu4Nb鋼的時效處(chu)理應(ying)根據對(dui)性能的要求確定加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)。有(you)資料報道(dao)，約(yue)480℃左右(you)溫(wen)(wen)度(du)時效，可獲得最高(gao)的硬(ying)度(du)和(he)強(qiang)度(du)。然后，隨著(zhu)時效溫(wen)(wen)度(du)的升高(gao)，硬(ying)度(du)和(he)強(qiang)度(du)下降，塑性和(he)韌性提高(gao)。見圖5-6和(he)表(biao)5-2。
為保(bao)(bao)證沉淀相的(de)充分析出(chu)和時效(xiao)效(xiao)果，時效(xiao)的(de)保(bao)(bao)溫(wen)時間(jian)一般不少于4小(xiao)時，保(bao)(bao)溫(wen)后可采(cai)用空(kong)氣冷(leng)卻。
0Cr17Ni4Cu4Nb固(gu)溶和時效(xiao)處(chu)理對應的機(ji)械(xie)性能(neng)見表5-2。一(yi)些實測性能(neng)數據(ju)見表5-3。
0Cr17Ni4Cu4Nb時效后，對耐(nai)腐蝕性能(neng)有一定(ding)的(de)影(ying)響。特(te)別是由于富銅相(xiang)的(de)析出，降低了在氧化性酸(suan)中的(de)耐(nai)腐蝕性。0Cr17Ni4Cu4Nb 固(gu)溶經550℃時效的(de)金(jin)相(xiang)組織圖見圖5-7。
0Cr17Ni4Cu4Nb是(shi)比較成熟(shu)和(he)穩定的沉淀(dian)硬化不銹鋼，一般(ban)情況下采用固(gu)溶后時效處理(li)就能滿(man)足(zu)使用要(yao)(yao)求(qiu)，但有的情況下需(xu)要(yao)(yao)用調(diao)整處理(li)來(lai)提高熱處理(li)質(zhi)量。
有的零(ling)件(jian)要(yao)求組織更(geng)均勻、性能更(geng)優(you)良，并嚴格控(kong)制殘(can)留奧氏(shi)(shi)體(ti)量(liang)，這時，可(ke)以在固溶處理后(hou)進行一(yi)次調整(zheng)處理再時效(xiao)(xiao)(xiao)。這可(ke)保證(zheng)材料(liao)獲(huo)得最大量(liang)的馬氏(shi)(shi)體(ti)，消除殘(can)留奧氏(shi)(shi)體(ti)，經時效(xiao)(xiao)(xiao)處理后(hou)，沉淀析出相更(geng)均勻，強化效(xiao)(xiao)(xiao)果更(geng)好。
再比如，材料由于前期熱加(jia)工不正(zheng)(zheng)確或某(mou)些成分(fen)的(de)(de)影響，降低了馬氏體轉變點溫度，而采用(yong)正(zheng)(zheng)常的(de)(de)固溶(rong)、時(shi)效處理，得不到正(zheng)(zheng)常的(de)(de)處理效果。這(zhe)時(shi)，也可(ke)以考慮在固溶(rong)處理后加(jia)一次調(diao)整處理。
曾經處理過一批外廠供料的0Cr17Ni4Cu4Nb泵軸。按正常工藝規范，加熱1040℃保溫2h后油冷，再經520℃保溫4h的時效處理，在檢測軸料硬度時，只有230HBS,遠遠低于預想的和過去經常達到的360HBS的目標。對于這個意外的結果，最初考慮可能是工人生產操作時未遵守工藝所致。便又取同批軸料按工藝進行固溶處理，然后檢測硬度，結果是170HBS,看來，固溶處理就未達到應該達到的340HB左右的硬度目標。在復檢軸料化學成分的等待期間，約24h后，又檢測軸料硬度，發現從原170HBS升高到了280HBS.對這種放置后硬度升高的現象進行分析推斷，可能是由于這批軸料非控制成分或前期的熱加工不當導致這批軸料的M、M1點下降，且低于0Cr17Ni4Cu4Nb 正常狀態的相變點，從而使得按正常處理工藝都得不到正常效果，在后來的放置期間，經歷了晚上－15℃的溫度區間（當時是十二月份，沈陽地區晚間氣溫較低），而這個溫度可能低于該批軸料材料的實際M.點溫度，促使奧氏體向馬氏體轉變，使軸料硬度提高了。基于這種分析，我們對這批軸料在固溶處理后增加了一次750℃保溫2h后空冷的調整處理，軸料硬度達到330HBS,再經一次520℃保溫4h的時效處理，軸料硬度達360HBS.經力學性能檢測，Rm,1230N/m㎡;Rp0.2,1130N/m㎡;A,12.5%;Z,44.5%。
可見，調整處(chu)理(li)作為(wei)馬(ma)氏體類(lei)沉(chen)淀硬化不銹鋼的(de)補(bu)充處(chu)理(li)，其作用是(shi)明顯的(de)。
