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)(shi)(shi)體(ti)沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹鋼提(ti)高馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)點和增(zeng)加馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)量(liang)的方法(fa)通(tong)常有調整處理(li)(li)(T處理(li)(li))、冷(leng)變形處理(li)(li)(C處理(li)(li))和冷(leng)處理(li)(li)(R處理(li)(li))。所以,半奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹鋼的熱處理(li)(li)比馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹鋼熱處理(li)(li)復雜一些。


0Cr17Ni7AI(PH17-7)是半奧(ao)氏體(ti)沉淀硬化不銹鋼(gang)的典型牌號(hao),其化學(xue)成分見(jian)(jian)表5-4,標準規定(ding)的力學(xue)性能見(jian)(jian)表5-5。



 0Cr17Ni7Al 中的沉淀(dian)硬(ying)化元素是鋁(lv),在(zai)時(shi)效時(shi),以鎳一部化合物析(xi)出(chu)的形式使(shi)鋼得(de)到硬(ying)化。


 0Cr17Ni7Al鋼的熱處(chu)理(li)一般有三種組(zu)合方式。固溶(rong)處(chu)理(li)(A)-加工(gong)-調整處(chu)理(li)(T)-時效處(chu)理(li)(H).


 固溶處理(li)(li)(A)-加工-調整處理(li)(li)(T)-冷處理(li)(li)(R)-時(shi)效(xiao)處理(li)(li)(H).


 固溶處(chu)理(li)(A)-冷(leng)變形(xing)處(chu)理(li)(C)-時效處(chu)理(li)(H).



1. 固溶(rong)處理


 0Cr17Ni7Al鋼(gang)固溶處理的加熱溫度可(ke)選擇(ze)1040~1050℃,保溫后(hou)視情(qing)況(kuang)空冷(leng)、油冷(leng)或水冷(leng)。處理后(hou)的組(zu)織基本是奧氏體(ti)組(zu)織,可(ke)能(neng)有少量鐵素體(ti),硬度很低(di),一般達200HB左右。強(qiang)度低(di),但塑性高。


 固溶(rong)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)準確度(du)(du)、均勻性及冷卻效(xiao)果都會(hui)(hui)(hui)影(ying)響材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)終處(chu)理(li)效(xiao)果。0Cr17Ni7Al固溶(rong)處(chu)理(li)后可能(neng)含有(you)5%~10%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti),如(ru)(ru)果加(jia)熱(re)溫度(du)(du)超高,鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)量(liang)就會(hui)(hui)(hui)增多(duo),特別是鋼中(zhong)(zhong)含碳量(liang)低(di)時(shi),鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)更明顯(xian)。如(ru)(ru)果超溫太多(duo),材料過(guo)(guo)熱(re)而(er)產生(sheng)過(guo)(guo)量(liang)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti),在以(yi)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)中(zhong)(zhong)很難消除,將(jiang)直(zhi)接影(ying)響時(shi)效(xiao)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)質量(liang)。反(fan)之,如(ru)(ru)果固溶(rong)溫度(du)(du)過(guo)(guo)低(di),材料M.點會(hui)(hui)(hui)上升,冷卻后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)組織中(zhong)(zhong)可能(neng)會(hui)(hui)(hui)產生(sheng)部(bu)(bu)分(fen)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti),這不(bu)僅給(gei)下一(yi)步的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成型加(jia)工造成困難,還(huan)會(hui)(hui)(hui)因(yin)為(wei)這部(bu)(bu)分(fen)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)過(guo)(guo)飽和碳及合金的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)不(bu)足(zu),達不(bu)到理(li)想的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du),也會(hui)(hui)(hui)影(ying)響最(zui)終的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)沉(chen)淀強化效(xiao)果,得(de)不(bu)到理(li)想的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)和強度(du)(du),還(huan)影(ying)響材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈(dan)性,所以(yi),對于用0Cr17Ni7Al制造的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈(dan)性件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)處(chu)理(li)更應注(zhu)意這一(yi)問題(ti)。



2. 調整處(chu)理


 調整處理的(de)作用是通過加熱使奧(ao)氏(shi)體(ti)中(zhong)的(de)合金碳化物析出(chu)(chu),降低奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)穩定性,從(cong)而提高馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)轉變溫(wen)度,以保證(zheng)奧(ao)氏(shi)體(ti)向馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)的(de)轉變,調整加熱溫(wen)度不(bu)同,對馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)轉變溫(wen)度的(de)改變程度也(ye)不(bu)同,冷(leng)卻(que)后馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)量也(ye)不(bu)同,從(cong)而反映出(chu)(chu)硬度上的(de)差別。


 目(mu)前,0Cr17Ni7Al在實際生產(chan)中(zhong)的調整處理一(yi)般有兩種(zhong)溫度選擇。


 一(yi)種(zhong)是當對鋼的(de)強度(du)要(yao)求不(bu)高(gao)(gao)時(shi),可(ke)采用(yong)760℃左右的(de)溫(wen)度(du)加熱,Ms點可(ke)提高(gao)(gao)到70℃左右,冷(leng)卻后,基體(ti)是馬(ma)氏體(ti)組織,馬(ma)氏體(ti)中的(de)碳和合金(jin)元素有一(yi)定程度(du)的(de)過飽和。然后再進行時(shi)效處理。


 第二種情況是對鋼的(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)要求很高時(shi),可采用(yong)960℃左右(you)的(de)(de)加熱溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du),此時(shi)鋼的(de)(de)M.點在-70~-60℃,冷卻后(hou),基(ji)體(ti)是碳(tan)和(he)(he)合金(jin)充分過飽和(he)(he)的(de)(de)奧氏(shi)體(ti),然后(hou)應再(zai)進行(xing)一次 -73℃左右(you)的(de)(de)冷處(chu)理(li),得到(dao)馬(ma)氏(shi)體(ti)組(zu)織。這種馬(ma)氏(shi)體(ti)中的(de)(de)碳(tan)和(he)(he)合金(jin)元(yuan)素的(de)(de)過飽和(he)(he)程度(du)(du)(du)遠遠高于經(jing)(jing)760℃左右(you)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)調整得到(dao)的(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)中碳(tan)和(he)(he)合金(jin)元(yuan)素的(de)(de)過飽和(he)(he)程度(du)(du)(du)。所以,高溫(wen)(wen)(wen)調整處(chu)理(li)并經(jing)(jing)冷處(chu)理(li)后(hou)得到(dao)的(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)基(ji)體(ti)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)高,經(jing)(jing)時(shi)效(xiao)(xiao)后(hou),沉淀強(qiang)(qiang)化(hua)的(de)(de)效(xiao)(xiao)果也大(da)。有試驗數據(ju)表明,0Cr17Ni7Al 鋼經(jing)(jing)固(gu)溶 960℃調整、 -73℃冷處(chu)理(li)時(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)的(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)比固(gu)溶 -760℃調整-時(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)的(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)能提高20%左右(you)。


 調整(zheng)處(chu)(chu)理(li)的(de)作用是調整(zheng)M.點,調整(zheng)處(chu)(chu)理(li)溫度的(de)準確(que)程度對處(chu)(chu)理(li)效果(guo)的(de)影響相似于(yu)固溶(rong)處(chu)(chu)理(li)。


 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. 冷處理


  0Cr17Ni7Al冷(leng)處(chu)理(li)(li)(li)的目的是使(shi)調(diao)(diao)整處(chu)理(li)(li)(li)后(hou)(hou)還存在(zai)的奧(ao)氏體能(neng)繼(ji)續向馬氏體轉變(bian)。冷(leng)處(chu)理(li)(li)(li)一(yi)般采用(yong)-73℃,較(jiao)長(chang)時(shi)間(jian)地保(bao)(bao)持(chi),通常保(bao)(bao)持(chi)8h以上,以確保(bao)(bao)奧(ao)氏體的充分轉變(bian)。采用(yong)-73℃保(bao)(bao)溫(wen),是因為這(zhe)個溫(wen)度(du)已經(jing)低于(yu)經(jing)過調(diao)(diao)整處(chu)理(li)(li)(li)(960℃左右調(diao)(diao)整)后(hou)(hou)的Ms 溫(wen)度(du)。由于(yu)是在(zai)極低的溫(wen)度(du)下(xia)轉變(bian),才需要(yao)有較(jiao)長(chang)的等溫(wen)保(bao)(bao)持(chi)時(shi)間(jian)。處(chu)理(li)(li)(li)后(hou)(hou)再(zai)經(jing)時(shi)效處(chu)理(li)(li)(li),使(shi)材料(liao)獲得高的強度(du)和韌性配合(he)的綜(zong)合(he)機械性能(neng)。


  為保(bao)證好的(de)(de)冷(leng)處理(li)效(xiao)果(guo),要(yao)注意在調整處理(li)后盡快進行冷(leng)處理(li),最好不超(chao)過1小時,最多不要(yao)超(chao)過8小時,因為放置(zhi)時間長了會促(cu)使奧氏(shi)體的(de)(de)穩定化,影響冷(leng)處理(li)效(xiao)果(guo)。



4. 冷(leng)變形處理


 0Cr17Ni7Al鋼的冷變(bian)形(xing)加(jia)工處(chu)理(li),主要是(shi)指為(wei)獲(huo)得絲材(cai)、薄(bo)板材(cai)、帶材(cai)的冷加(jia)工變(bian)形(xing)過程。


 冷(leng)加工變形度會(hui)影響(xiang)Ma溫度,從而影響(xiang)獲得(de)的馬氏體量(liang)、最(zui)終反映在(zai)沉淀(dian)硬化(hua)后(hou)的硬度和強度不同。有試驗(yan)研(yan)究表(biao)(biao)明(ming),冷(leng)變形加工量(liang)大(da)于50%時(shi),才會(hui)突顯強化(hua)作用。冷(leng)變形量(liang)越(yue)大(da),時(shi)效后(hou)沉淀(dian)強化(hua)的效果越(yue)明(ming)顯,見表(biao)(biao)5-6。


表 6.jpg



5. 時(shi)效處理(li)


 0Cr17Ni7Al 時(shi)效(xiao)處理(li)時(shi)的主要沉淀析出物(wu)是(shi)鎳-鋁金(jin)屬間化合物(wu)。時(shi)效(xiao)溫(wen)度(du)的確定主要是(shi)根據對性能的要求和時(shi)效(xiao)處理(li)前(qian)的經歷(li)程序。目前(qian),通常使用的方式(shi)有(you)以(yi)下幾種。


 a. 固溶(rong)處理后采用(yong)760℃左(zuo)右溫度調整處理,時效溫度采用(yong)560℃左(zuo)右,空冷。


 b. 固溶處理(li)后(hou)采用(yong)960℃左右溫(wen)(wen)度(du)調整處理(li),再進行(xing)-73℃左右溫(wen)(wen)度(du)冷處理(li),時效溫(wen)(wen)度(du)采用(yong)510℃左右,空冷。


 c. 固溶處理(li)后采用冷(leng)加工變形時(如冷(leng)拉(la)絲(si)、冷(leng)軋板等),時效溫度采用490℃左(zuo)右,空冷(leng)。


時(shi)效處(chu)理的(de)溫(wen)度控制要更(geng)精確,最好控制在工藝溫(wen)度±5℃范圍內,時(shi)效保溫(wen)時(shi)間(jian)(jian)一(yi)般(ban)要比固(gu)溶(rong)保溫(wen)時(shi)間(jian)(jian)延長1~2倍。以保證沉(chen)淀相的(de)充分(fen)析出(chu)。