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)體(ti)沉淀(dian)硬(ying)化(hua)不銹鋼提(ti)高馬氏(shi)(shi)體(ti)點和(he)(he)增加馬氏(shi)(shi)體(ti)量的方法通常有調整(zheng)處理(li)(li)(li)(T處理(li)(li)(li))、冷變形處理(li)(li)(li)(C處理(li)(li)(li))和(he)(he)冷處理(li)(li)(li)(R處理(li)(li)(li))。所(suo)以,半奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)沉淀(dian)硬(ying)化(hua)不銹鋼的熱處理(li)(li)(li)比馬氏(shi)(shi)體(ti)沉淀(dian)硬(ying)化(hua)不銹鋼熱處理(li)(li)(li)復(fu)雜一些。


0Cr17Ni7AI(PH17-7)是半奧(ao)氏體沉淀硬化(hua)(hua)不銹鋼(gang)的(de)典型牌號,其化(hua)(hua)學成分見(jian)表5-4,標準規定的(de)力(li)學性能見(jian)表5-5。



 0Cr17Ni7Al 中的(de)沉淀硬(ying)化元素是鋁,在時效時,以鎳一部(bu)化合物析出(chu)的(de)形式使鋼得到(dao)硬(ying)化。


 0Cr17Ni7Al鋼(gang)的(de)熱處理一般(ban)有(you)三(san)種組合方式。固(gu)溶處理(A)-加工-調(diao)整(zheng)處理(T)-時效(xiao)處理(H).


 固溶處(chu)理(li)(A)-加工-調整處(chu)理(li)(T)-冷處(chu)理(li)(R)-時效處(chu)理(li)(H).


 固溶處理(A)-冷變形(xing)處理(C)-時效處理(H).



1. 固溶處(chu)理


 0Cr17Ni7Al鋼固溶處理的加熱溫度可選擇1040~1050℃,保溫后(hou)視情況空冷、油(you)冷或水(shui)冷。處理后(hou)的組(zu)織基本(ben)是(shi)奧氏體(ti)組(zu)織,可能(neng)有(you)少量鐵素(su)體(ti),硬度很低,一(yi)般達200HB左(zuo)右。強度低,但塑性高。


 固(gu)(gu)溶處理(li)的(de)(de)溫度(du)準確度(du)、均勻性(xing)(xing)及冷(leng)卻效(xiao)果(guo)都會(hui)(hui)影響(xiang)(xiang)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)最終處理(li)效(xiao)果(guo)。0Cr17Ni7Al固(gu)(gu)溶處理(li)后可能(neng)含有(you)5%~10%的(de)(de)鐵素(su)體(ti),如果(guo)加(jia)(jia)熱溫度(du)超高,鐵素(su)體(ti)量(liang)就會(hui)(hui)增多,特別是鋼中含碳量(liang)低時(shi),鐵素(su)體(ti)量(liang)的(de)(de)增加(jia)(jia)更明顯。如果(guo)超溫太多,材(cai)(cai)料(liao)過(guo)熱而產(chan)(chan)生過(guo)量(liang)鐵素(su)體(ti),在以(yi)后的(de)(de)處理(li)中很難消除(chu),將直(zhi)接影響(xiang)(xiang)時(shi)效(xiao)后的(de)(de)處理(li)質量(liang)。反之,如果(guo)固(gu)(gu)溶溫度(du)過(guo)低,材(cai)(cai)料(liao)M.點會(hui)(hui)上升,冷(leng)卻后的(de)(de)組(zu)織中可能(neng)會(hui)(hui)產(chan)(chan)生部分馬(ma)氏體(ti),這(zhe)(zhe)(zhe)不(bu)(bu)僅給下一步(bu)的(de)(de)成(cheng)型加(jia)(jia)工造(zao)(zao)成(cheng)困難,還(huan)會(hui)(hui)因為這(zhe)(zhe)(zhe)部分馬(ma)氏體(ti)過(guo)飽和碳及合金的(de)(de)量(liang)不(bu)(bu)足,達不(bu)(bu)到(dao)(dao)理(li)想的(de)(de)硬(ying)度(du),也會(hui)(hui)影響(xiang)(xiang)最終的(de)(de)沉(chen)淀強化效(xiao)果(guo),得不(bu)(bu)到(dao)(dao)理(li)想的(de)(de)硬(ying)度(du)和強度(du),還(huan)影響(xiang)(xiang)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)彈(dan)性(xing)(xing),所以(yi),對于用0Cr17Ni7Al制(zhi)造(zao)(zao)的(de)(de)彈(dan)性(xing)(xing)件的(de)(de)熱處理(li)更應(ying)注(zhu)意這(zhe)(zhe)(zhe)一問題(ti)。



2. 調整處理(li)


 調整(zheng)處理的(de)作(zuo)用是通過(guo)加熱使奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中的(de)合金(jin)碳化物析(xi)出(chu),降低(di)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)穩定性(xing),從而(er)提高馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變(bian)溫度(du),以(yi)保證奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)向馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)轉變(bian),調整(zheng)加熱溫度(du)不同(tong),對馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變(bian)溫度(du)的(de)改變(bian)程度(du)也(ye)不同(tong),冷(leng)卻后馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)量也(ye)不同(tong),從而(er)反(fan)映出(chu)硬度(du)上的(de)差別(bie)。


 目前,0Cr17Ni7Al在實際生產(chan)中(zhong)的(de)調(diao)整處理一般有兩(liang)種溫度(du)選(xuan)擇。


 一(yi)(yi)種是當對(dui)鋼的(de)強度(du)(du)要求不高時(shi)(shi),可采用760℃左(zuo)右(you)的(de)溫度(du)(du)加熱,Ms點可提高到70℃左(zuo)右(you),冷卻(que)后,基體是馬(ma)氏(shi)體組織,馬(ma)氏(shi)體中的(de)碳(tan)和合金元素有(you)一(yi)(yi)定程度(du)(du)的(de)過飽和。然后再進行時(shi)(shi)效處理。


 第二(er)種情況是對鋼的(de)(de)(de)(de)強度(du)要求很高時(shi),可(ke)采用960℃左右(you)(you)的(de)(de)(de)(de)加熱溫度(du),此時(shi)鋼的(de)(de)(de)(de)M.點在(zai)-70~-60℃,冷(leng)卻(que)后(hou)(hou),基體(ti)(ti)是碳和(he)(he)合金(jin)充(chong)分過飽(bao)(bao)和(he)(he)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)(ti),然后(hou)(hou)應再進行一次 -73℃左右(you)(you)的(de)(de)(de)(de)冷(leng)處(chu)(chu)(chu)理(li),得(de)到馬(ma)氏體(ti)(ti)組織。這種馬(ma)氏體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)(de)碳和(he)(he)合金(jin)元素的(de)(de)(de)(de)過飽(bao)(bao)和(he)(he)程度(du)遠遠高于經(jing)760℃左右(you)(you)溫度(du)調整得(de)到的(de)(de)(de)(de)馬(ma)氏體(ti)(ti)中碳和(he)(he)合金(jin)元素的(de)(de)(de)(de)過飽(bao)(bao)和(he)(he)程度(du)。所以,高溫調整處(chu)(chu)(chu)理(li)并(bing)經(jing)冷(leng)處(chu)(chu)(chu)理(li)后(hou)(hou)得(de)到的(de)(de)(de)(de)馬(ma)氏體(ti)(ti)基體(ti)(ti)強度(du)高,經(jing)時(shi)效(xiao)后(hou)(hou),沉淀強化(hua)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)也大。有(you)試驗數(shu)據表明,0Cr17Ni7Al 鋼經(jing)固溶 960℃調整、 -73℃冷(leng)處(chu)(chu)(chu)理(li)時(shi)效(xiao)處(chu)(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)強度(du)比固溶 -760℃調整-時(shi)效(xiao)處(chu)(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)強度(du)能(neng)提高20%左右(you)(you)。


 調整(zheng)處(chu)理(li)的(de)作用是調整(zheng)M.點,調整(zheng)處(chu)理(li)溫度(du)的(de)準確程度(du)對處(chu)理(li)效(xiao)果的(de)影響相(xiang)似于固(gu)溶處(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(leng)處理


  0Cr17Ni7Al冷(leng)處(chu)理的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是使調整(zheng)(zheng)處(chu)理后還存在的(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)能(neng)繼續向馬(ma)氏體(ti)轉變(bian)。冷(leng)處(chu)理一般(ban)采(cai)用-73℃,較長時(shi)(shi)間地保(bao)持(chi),通常保(bao)持(chi)8h以上,以確保(bao)奧氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)充分轉變(bian)。采(cai)用-73℃保(bao)溫(wen)(wen)(wen),是因(yin)為這個溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)已經(jing)低于經(jing)過調整(zheng)(zheng)處(chu)理(960℃左右調整(zheng)(zheng))后的(de)(de)(de)(de)Ms 溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)。由于是在極低的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)下轉變(bian),才需要有較長的(de)(de)(de)(de)等溫(wen)(wen)(wen)保(bao)持(chi)時(shi)(shi)間。處(chu)理后再經(jing)時(shi)(shi)效(xiao)處(chu)理,使材(cai)料獲得高的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)和韌性配合(he)的(de)(de)(de)(de)綜合(he)機械性能(neng)。


  為(wei)保(bao)證好的冷(leng)處(chu)理效果(guo),要注意在調(diao)整(zheng)處(chu)理后盡(jin)快進行(xing)冷(leng)處(chu)理,最(zui)好不(bu)超過1小(xiao)時,最(zui)多不(bu)要超過8小(xiao)時,因為(wei)放置時間長了(le)會促使奧氏體的穩(wen)定化,影響冷(leng)處(chu)理效果(guo)。



4. 冷變(bian)形(xing)處理


 0Cr17Ni7Al鋼(gang)的(de)冷變形加工處理,主要是(shi)指為(wei)獲(huo)得絲材、薄(bo)板(ban)材、帶(dai)材的(de)冷加工變形過程。


 冷(leng)加(jia)工變(bian)形度會(hui)影(ying)響(xiang)Ma溫度,從而(er)影(ying)響(xiang)獲(huo)得的馬氏體量、最終反(fan)映在沉(chen)淀硬(ying)化后(hou)的硬(ying)度和(he)強(qiang)度不同(tong)。有試(shi)驗(yan)研究表明(ming),冷(leng)變(bian)形加(jia)工量大(da)于50%時,才會(hui)突顯強(qiang)化作用。冷(leng)變(bian)形量越大(da),時效后(hou)沉(chen)淀強(qiang)化的效果(guo)越明(ming)顯,見(jian)表5-6。


表 6.jpg



5. 時效處(chu)理


 0Cr17Ni7Al 時(shi)效處理時(shi)的(de)(de)(de)主要(yao)沉淀析(xi)出物(wu)是鎳-鋁金屬間化合物(wu)。時(shi)效溫度的(de)(de)(de)確定主要(yao)是根據對性能的(de)(de)(de)要(yao)求和時(shi)效處理前的(de)(de)(de)經歷(li)程序。目(mu)前,通常使(shi)用的(de)(de)(de)方式有以下幾(ji)種。


 a. 固溶處(chu)(chu)理后采用(yong)760℃左右(you)溫度調(diao)整(zheng)處(chu)(chu)理,時效溫度采用(yong)560℃左右(you),空(kong)冷。


 b. 固溶處理(li)(li)(li)后(hou)采用960℃左(zuo)右(you)溫度調整處理(li)(li)(li),再進行-73℃左(zuo)右(you)溫度冷(leng)處理(li)(li)(li),時(shi)效溫度采用510℃左(zuo)右(you),空冷(leng)。


 c. 固(gu)溶處理后采用冷加工變形時(如冷拉絲、冷軋板等),時效溫度采用490℃左(zuo)右,空冷。


時(shi)效(xiao)處理(li)的(de)溫(wen)(wen)度(du)控制要更(geng)精確,最好控制在(zai)工(gong)藝溫(wen)(wen)度(du)±5℃范(fan)圍內,時(shi)效(xiao)保溫(wen)(wen)時(shi)間(jian)一般要比固溶保溫(wen)(wen)時(shi)間(jian)延長1~2倍。以保證沉淀相的(de)充(chong)分析出。