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(shi)馬氏體類(lei)沉淀硬(ying)化(hua)不銹鋼的典型(xing)牌(pai)號。其化(hua)學成分見(jian)表(biao)5-1,標(biao)準規定(ding)的力學性(xing)能見(jian)表(biao)5-2。
0Cr17Ni4Cu4Nb 中的主要沉淀硬(ying)化元(yuan)素是銅，銅的沉淀硬(ying)化作用明顯(xian)，但銅含量偏高時(shi)對(dui)韌(ren)性有(you)影(ying)響，對(dui)焊接性不利，對(dui)于鑄(zhu)(zhu)件還容易產生(sheng)鑄(zhu)(zhu)造偏析。因此，實際生(sheng)產時(shi)，常控制(zhi)含銅量不大(da)于3.5%.加人鈮也可以在時(shi)效(xiao)時(shi)起到沉淀硬(ying)化的作用，并阻(zu)礙時(shi)效(xiao)時(shi)組織(zhi)的晶粒長大(da)傾向。當然，鈮也起到穩定碳的作用。
0Cr17Ni4Cu4Nb的熱處(chu)理一般含(han)固溶處(chu)理和(he)時效處(chu)理。
1. 固溶處(chu)理
固(gu)溶(rong)(rong)(rong)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)應保證(zheng)鋼中的(de)(de)碳(tan)和合金(jin)元素充分溶(rong)(rong)(rong)于(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)中，但也不宜過高。太高的(de)(de)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)不僅會(hui)引起晶粒粗大，還會(hui)使馬氏(shi)體(ti)轉變(bian)點太低，致使固(gu)溶(rong)(rong)(rong)處理后(hou)產生較多的(de)(de)殘(can)留奧(ao)氏(shi)體(ti)。過高的(de)(de)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)還可能使固(gu)溶(rong)(rong)(rong)組(zu)織(zhi)中存(cun)在(zai)較多含(han)量(liang)的(de)(de)鐵素體(ti)，影響強化效果。圖(tu)5-4是0Cr17Ni4Cu4Nb固(gu)溶(rong)(rong)(rong)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)對Ms 點和硬度(du)(du)(du)影響的(de)(de)關系圖(tu)。
0Cr17Ni4Cu4Nb固(gu)溶(rong)加(jia)熱(re)溫度(du)可選用1020~1060℃.這個(ge)固(gu)溶(rong)加(jia)熱(re)溫度(du)可控制M.在80~120℃,M,在30℃左右。
由于0Cr17Ni4Cu4Nb含有(you)的(de)(de)鉻、鎳，使固(gu)溶(rong)奧氏(shi)體(ti)有(you)較好(hao)(hao)的(de)(de)穩定性，空冷即可(ke)得(de)到馬(ma)氏(shi)體(ti)組織(zhi)，而且(qie)，含銅的(de)(de)ε相析(xi)出(chu)(chu)速度較慢，不必擔心在(zai)固(gu)溶(rong)冷卻階段(duan)析(xi)出(chu)(chu)。但是(shi)，為(wei)使固(gu)溶(rong)處理后的(de)(de)組織(zhi)更細，能(neng)獲得(de)更好(hao)(hao)的(de)(de)強化效(xiao)果，提高塑性和韌性，實(shi)際生產時多(duo)采用油冷。控制出(chu)(chu)油溫(wen)度不高于室溫(wen)，并在(zai)充(chong)分冷卻后再進行時效(xiao)處理。采用水冷的(de)(de)固(gu)溶(rong)效(xiao)果也很好(hao)(hao)，但是(shi)在(zai)某(mou)些情況下(xia)可(ke)能(neng)產生裂紋。
固(gu)溶處(chu)理后(hou)的金相(xiang)組(zu)織應是含(han)有過飽和銅(tong)的低碳板條狀馬氏(shi)體(ti)。有時可(ke)能還存(cun)在少量殘(can)留奧氏(shi)體(ti)和鐵素體(ti)。見(jian)圖5-5。
2. 時效處理
0Cr17Ni4Cu4Nb鋼的(de)(de)時(shi)(shi)效(xiao)處理應根據對性能的(de)(de)要(yao)求確定加熱溫(wen)度(du)。有資料(liao)報道(dao)，約480℃左右溫(wen)度(du)時(shi)(shi)效(xiao)，可獲得最(zui)高的(de)(de)硬度(du)和強度(du)。然后，隨著時(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度(du)的(de)(de)升(sheng)高，硬度(du)和強度(du)下(xia)降，塑性和韌性提高。見圖5-6和表5-2。
為保證沉淀相的充分析出(chu)和時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)效(xiao)(xiao)果(guo)，時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)的保溫(wen)時(shi)(shi)間一般不少于4小時(shi)(shi)，保溫(wen)后可(ke)采(cai)用空(kong)氣冷卻(que)。
0Cr17Ni4Cu4Nb固(gu)溶和時效處理對應(ying)的機械性能見(jian)表(biao)(biao)5-2。一(yi)些實測(ce)性能數據見(jian)表(biao)(biao)5-3。
0Cr17Ni4Cu4Nb時(shi)效后，對耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)有一定的(de)影響。特別是由于富銅相的(de)析出，降低了(le)在氧化性(xing)酸中的(de)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)。0Cr17Ni4Cu4Nb 固溶(rong)經(jing)550℃時(shi)效的(de)金相組織圖見圖5-7。
0Cr17Ni4Cu4Nb是比較成熟和穩定的沉(chen)淀硬化不(bu)銹鋼，一般情(qing)(qing)況下(xia)采用(yong)固溶后時效(xiao)處(chu)理(li)(li)就能滿足使用(yong)要(yao)(yao)求，但有的情(qing)(qing)況下(xia)需(xu)要(yao)(yao)用(yong)調整處(chu)理(li)(li)來(lai)提高熱處(chu)理(li)(li)質量。
有的(de)零件要求組(zu)織更(geng)(geng)(geng)均(jun)勻、性能更(geng)(geng)(geng)優良，并嚴格控(kong)制殘留(liu)奧氏體(ti)量，這時，可(ke)以在(zai)固溶處(chu)理(li)后進行(xing)一次(ci)調整處(chu)理(li)再(zai)時效(xiao)(xiao)。這可(ke)保證(zheng)材料(liao)獲(huo)得(de)最大量的(de)馬氏體(ti)，消除(chu)殘留(liu)奧氏體(ti)，經(jing)時效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)后，沉淀析出相更(geng)(geng)(geng)均(jun)勻，強化效(xiao)(xiao)果更(geng)(geng)(geng)好(hao)。
再比如(ru)，材料由于前期熱加(jia)工不(bu)正(zheng)(zheng)確(que)或某些成(cheng)分(fen)的影響，降低了(le)馬氏體轉變點溫度，而(er)采(cai)用正(zheng)(zheng)常的固溶、時效處(chu)(chu)理(li)，得(de)不(bu)到正(zheng)(zheng)常的處(chu)(chu)理(li)效果。這時，也可以(yi)考慮在(zai)固溶處(chu)(chu)理(li)后加(jia)一次調(diao)整處(chu)(chu)理(li)。
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(ke)見(jian)，調整處(chu)理作(zuo)為馬氏體類沉淀硬化不(bu)銹鋼的補充處(chu)理，其(qi)作(zuo)用是明顯的。
