半奧氏體沉淀硬化不銹鋼的馬氏體點較低,在固溶處理后,組織中通常會有大量的奧氏體保留下來,強度較低,時效處理后得不到理想的硬化效果。因此,在固溶處理后,應采取措施,將材料的馬氏體點提高,以保證在時效前基本上保持馬氏體基體組織。
半奧(ao)氏(shi)體沉淀硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)提(ti)高馬氏(shi)體點和增加馬氏(shi)體量(liang)的方法(fa)通(tong)常有調整處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(T處(chu)(chu)(chu)理(li)(li))、冷變(bian)形(xing)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(C處(chu)(chu)(chu)理(li)(li))和冷處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(R處(chu)(chu)(chu)理(li)(li))。所以,半奧(ao)氏(shi)體沉淀硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)比(bi)馬氏(shi)體沉淀硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)復雜(za)一些。
0Cr17Ni7AI(PH17-7)是(shi)半奧氏體(ti)沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹鋼的(de)(de)典型牌號(hao),其化(hua)學(xue)成分見(jian)表5-4,標準(zhun)規定的(de)(de)力學(xue)性能見(jian)表5-5。


0Cr17Ni7Al 中的沉淀(dian)硬化元素是鋁,在時(shi)效時(shi),以鎳一部化合物析出的形式使鋼得到硬化。
0Cr17Ni7Al鋼的熱處(chu)理(li)(li)一(yi)般(ban)有三種組合方式(shi)。固溶(rong)處(chu)理(li)(li)(A)-加工-調整處(chu)理(li)(li)(T)-時(shi)效處(chu)理(li)(li)(H).
固(gu)溶處(chu)理(A)-加(jia)工-調整(zheng)處(chu)理(T)-冷(leng)處(chu)理(R)-時效處(chu)理(H).
固溶處(chu)理(A)-冷(leng)變形處(chu)理(C)-時效(xiao)處(chu)理(H).
1. 固溶(rong)處理
0Cr17Ni7Al鋼固溶處理的(de)(de)加熱溫度可(ke)選擇(ze)1040~1050℃,保溫后(hou)視情況空冷、油冷或水冷。處理后(hou)的(de)(de)組(zu)織(zhi)基本是(shi)奧氏體組(zu)織(zhi),可(ke)能有少量鐵素體,硬(ying)度很低,一(yi)般達200HB左右(you)。強度低,但塑性高。
固溶處(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)準確度(du)、均勻(yun)性(xing)(xing)及(ji)冷卻(que)(que)效果(guo)(guo)都會(hui)影響(xiang)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最終處(chu)理(li)效果(guo)(guo)。0Cr17Ni7Al固溶處(chu)理(li)后(hou)(hou)可能含有5%~10%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素體,如(ru)果(guo)(guo)加熱溫度(du)超高,鐵(tie)素體量(liang)就會(hui)增(zeng)多,特別是鋼中(zhong)含碳量(liang)低(di)時,鐵(tie)素體量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加更明顯。如(ru)果(guo)(guo)超溫太多,材(cai)(cai)料過熱而產生過量(liang)鐵(tie)素體,在以后(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)中(zhong)很(hen)難消除,將直接影響(xiang)時效后(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)質量(liang)。反之,如(ru)果(guo)(guo)固溶溫度(du)過低(di),材(cai)(cai)料M.點會(hui)上升,冷卻(que)(que)后(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)組織(zhi)中(zhong)可能會(hui)產生部分馬(ma)氏體,這(zhe)(zhe)不(bu)僅給下一步的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成型加工造成困難,還會(hui)因(yin)為這(zhe)(zhe)部分馬(ma)氏體過飽(bao)和(he)碳及(ji)合金的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)不(bu)足,達(da)不(bu)到(dao)理(li)想的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du),也會(hui)影響(xiang)最終的(de)(de)(de)(de)(de)(de)沉淀強化效果(guo)(guo),得不(bu)到(dao)理(li)想的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)和(he)強度(du),還影響(xiang)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈性(xing)(xing),所以,對于用0Cr17Ni7Al制造的(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈性(xing)(xing)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱處(chu)理(li)更應注意這(zhe)(zhe)一問題。
2. 調整處理
調整處理的(de)(de)作用是通(tong)過加(jia)熱使(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)中的(de)(de)合金碳化(hua)物析(xi)出(chu),降低奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)穩(wen)定性,從(cong)而提(ti)高馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)溫度,以(yi)保(bao)證奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)向馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)轉(zhuan)變(bian),調整加(jia)熱溫度不(bu)同(tong),對馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)溫度的(de)(de)改變(bian)程度也不(bu)同(tong),冷卻后馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)量也不(bu)同(tong),從(cong)而反映出(chu)硬度上的(de)(de)差(cha)別。
目前(qian),0Cr17Ni7Al在實際生產中的調整處理(li)一般(ban)有兩(liang)種溫度選擇。
一種是(shi)當對鋼的(de)強度(du)(du)(du)要求不高時,可(ke)(ke)采用760℃左(zuo)右的(de)溫度(du)(du)(du)加熱,Ms點可(ke)(ke)提高到70℃左(zuo)右,冷卻后,基體(ti)(ti)是(shi)馬(ma)氏體(ti)(ti)組織,馬(ma)氏體(ti)(ti)中的(de)碳和合金元素有一定程度(du)(du)(du)的(de)過飽和。然后再進行時效處理。
第二種情況是對鋼(gang)的強度(du)(du)(du)要求很高(gao)時,可采用960℃左(zuo)右(you)(you)的加熱溫(wen)(wen)度(du)(du)(du),此時鋼(gang)的M.點(dian)在-70~-60℃,冷卻后(hou),基體(ti)是碳和(he)合(he)金(jin)(jin)充分(fen)過(guo)飽和(he)的奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti),然(ran)后(hou)應再進行一(yi)次 -73℃左(zuo)右(you)(you)的冷處理,得到(dao)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)組織(zhi)。這種馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)中的碳和(he)合(he)金(jin)(jin)元素(su)的過(guo)飽和(he)程(cheng)度(du)(du)(du)遠(yuan)遠(yuan)高(gao)于(yu)經760℃左(zuo)右(you)(you)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)調整(zheng)得到(dao)的馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)中碳和(he)合(he)金(jin)(jin)元素(su)的過(guo)飽和(he)程(cheng)度(du)(du)(du)。所(suo)以(yi),高(gao)溫(wen)(wen)調整(zheng)處理并經冷處理后(hou)得到(dao)的馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)基體(ti)強度(du)(du)(du)高(gao),經時效(xiao)后(hou),沉淀強化的效(xiao)果也大。有試驗數(shu)據表(biao)明,0Cr17Ni7Al 鋼(gang)經固(gu)溶 960℃調整(zheng)、 -73℃冷處理時效(xiao)處理的強度(du)(du)(du)比(bi)固(gu)溶 -760℃調整(zheng)-時效(xiao)處理的強度(du)(du)(du)能提高(gao)20%左(zuo)右(you)(you)。
調(diao)整(zheng)處(chu)(chu)理的(de)作(zuo)用(yong)是調(diao)整(zheng)M.點,調(diao)整(zheng)處(chu)(chu)理溫度的(de)準(zhun)確程度對(dui)處(chu)(chu)理效果的(de)影響相(xiang)似于固溶處(chu)(chu)理。
0Cr17Ni7Al 經調整處理,Ms點上升50~90℃,而Mf點仍然是很低的,所以,為保證調整處理組織的更好轉變,調整處理時要保證充分的冷卻。
3. 冷處(chu)理
0Cr17Ni7Al冷處理(li)(li)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)是使調(diao)整處理(li)(li)后還存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)能(neng)繼(ji)續向馬氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變。冷處理(li)(li)一般(ban)采(cai)用-73℃,較長(chang)時(shi)間(jian)地(di)保(bao)(bao)持,通(tong)常保(bao)(bao)持8h以上,以確保(bao)(bao)奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)充分轉(zhuan)變。采(cai)用-73℃保(bao)(bao)溫(wen),是因(yin)為這(zhe)個溫(wen)度已經(jing)(jing)低于(yu)經(jing)(jing)過(guo)調(diao)整處理(li)(li)(960℃左右調(diao)整)后的(de)(de)(de)Ms 溫(wen)度。由于(yu)是在(zai)極低的(de)(de)(de)溫(wen)度下(xia)轉(zhuan)變,才需要有(you)較長(chang)的(de)(de)(de)等溫(wen)保(bao)(bao)持時(shi)間(jian)。處理(li)(li)后再經(jing)(jing)時(shi)效處理(li)(li),使材料獲得高的(de)(de)(de)強度和韌性(xing)配合(he)的(de)(de)(de)綜合(he)機械(xie)性(xing)能(neng)。
為保證好的冷(leng)處(chu)理效果,要注意在(zai)調整處(chu)理后盡快進行冷(leng)處(chu)理,最(zui)好不(bu)超過(guo)(guo)1小時,最(zui)多不(bu)要超過(guo)(guo)8小時,因為放置時間長(chang)了會促使奧氏體的穩(wen)定化,影響冷(leng)處(chu)理效果。
4. 冷變形處理(li)
0Cr17Ni7Al鋼(gang)的(de)冷變形加(jia)工處理,主要(yao)是(shi)指為獲得絲材、薄板材、帶材的(de)冷加(jia)工變形過程。
冷加(jia)(jia)工變形(xing)(xing)度會(hui)影(ying)響Ma溫度,從(cong)而影(ying)響獲得的馬氏(shi)體量、最終反映在沉(chen)淀(dian)硬化(hua)后(hou)的硬度和強度不(bu)同。有(you)試驗研究表明(ming),冷變形(xing)(xing)加(jia)(jia)工量大于(yu)50%時,才會(hui)突顯強化(hua)作(zuo)用。冷變形(xing)(xing)量越大,時效后(hou)沉(chen)淀(dian)強化(hua)的效果越明(ming)顯,見(jian)表5-6。

5. 時效處理
0Cr17Ni7Al 時(shi)效(xiao)處理(li)時(shi)的(de)主要沉淀(dian)析出物是鎳-鋁金屬間(jian)化合(he)物。時(shi)效(xiao)溫(wen)度的(de)確(que)定主要是根據(ju)對性能的(de)要求(qiu)和時(shi)效(xiao)處理(li)前的(de)經歷程序。目前,通常使用的(de)方式有以下幾種(zhong)。
a. 固溶處(chu)理后采(cai)用(yong)760℃左右(you)溫(wen)(wen)度(du)調整處(chu)理,時效溫(wen)(wen)度(du)采(cai)用(yong)560℃左右(you),空冷。
b. 固溶處(chu)理(li)(li)后采(cai)(cai)用960℃左(zuo)右溫(wen)度調整處(chu)理(li)(li),再進行-73℃左(zuo)右溫(wen)度冷(leng)(leng)處(chu)理(li)(li),時效溫(wen)度采(cai)(cai)用510℃左(zuo)右,空冷(leng)(leng)。
c. 固溶處理后采用冷(leng)加工變形時(shi)(如冷(leng)拉絲(si)、冷(leng)軋(ya)板等(deng)),時(shi)效(xiao)溫度采用490℃左右,空冷(leng)。
時(shi)(shi)效處理的溫度(du)控(kong)(kong)制要(yao)更精確,最好控(kong)(kong)制在工(gong)藝溫度(du)±5℃范圍(wei)內,時(shi)(shi)效保溫時(shi)(shi)間一(yi)般要(yao)比固溶保溫時(shi)(shi)間延長1~2倍。以(yi)保證沉淀相的充(chong)分(fen)析出。
