158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼是碳質量分數高達1.45%~1.70%的馬氏體不銹耐熱鋼,鋼中加入Mo、V,Mo能減輕碳化物偏析并提高淬透性,V能細化晶粒,增加韌性。該鋼具有高淬透性,斷面在400mm以下可以完全淬透,在300~400℃仍可保持良好的硬度和耐磨性,淬火時體積變化量小,又有高的耐磨性和良好的綜合性能,所以可以制造斷面大、形狀復雜、經常承受較大沖擊的各種模具,并可作為航空用不銹耐熱鋼棒材。
一(yi)、化(hua)學成(cheng)分
158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼的化(hua)學成分(fen)見表(biao)4-124。
二、臨(lin)界點
Ac1≈810℃、Ac3≈1200℃、Ar1≈760℃、Ms≈185℃。
三、熱加工
158Cr12MoV(1Cr12MoV)不(bu)銹鋼鍛造工藝規范見表(biao)4-125。
由(you)于158Cr12MoV(1Cr12MoV)鋼(gang)(gang)屬于萊氏體(ti)鋼(gang)(gang),鋼(gang)(gang)中碳化(hua)物偏析。為了改(gai)善(shan)碳化(hua)物的不(bu)均(jun)(jun)勻(yun),在加(jia)(jia)工(gong)(gong)前必(bi)須鍛(duan)造(zao)或(huo)改(gai)鍛(duan),鍛(duan)造(zao)實際操作時(shi)一定要(yao)嚴(yan)格執(zhi)行(xing)鍛(duan)造(zao)工(gong)(gong)藝(yi)規范,其關(guan)鍵(jian)在于毛坯(pi)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)及保溫(wen)時(shi)間。溫(wen)度(du)低、時(shi)間短、透燒不(bu)足或(huo)變形抗力太(tai)大(da)(da),會產生鍛(duan)件內(nei)裂(lie)或(huo)裂(lie)紋;而(er)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)過高,會使毛坯(pi)過熱(re)或(huo)過燒,導致鍛(duan)打碎裂(lie)而(er)報廢;保溫(wen)時(shi)間長(chang),會造(zao)成(cheng)晶(jing)粒長(chang)大(da)(da)及表面嚴(yan)重脫碳。加(jia)(jia)熱(re)時(shi)要(yao)先預熱(re),再(zai)逐漸升溫(wen),注意工(gong)(gong)件放(fang)置的位置要(yao)適當,且應注意翻(fan)料,以便均(jun)(jun)勻(yun)加(jia)(jia)熱(re)。
鍛(duan)打時(shi)堅持多向(xiang)鐓拔,反復鐓粗、拔長,將網狀碳(tan)化物和共晶碳(tan)化物打碎,消除碳(tan)化物的不均勻性。鍛(duan)后(hou)應注意緩冷并及時(shi)退火。
四、預備熱處(chu)理(li)
預備熱處理(li)的過程如下:
1. 鍛(duan)后一般退火(huo):加熱溫度(du)為(wei)(wei)850~870℃,保溫4~5h,爐冷至(zhi)500℃以(yi)下(xia)出爐空冷,退火(huo)后硬(ying)度(du)≤229HBW,組織為(wei)(wei)粒狀珠光體+碳化物。
2. 鍛后等溫(wen)退(tui)火:加(jia)熱溫(wen)度為(wei)850~870℃,保(bao)溫(wen)1~2h;爐(lu)冷(leng)至720~750℃,保(bao)溫(wen)3~4h,爐(lu)冷(leng)至550℃以(yi)下出爐(lu)空冷(leng)。退(tui)火后硬度為(wei)207~255HBW,組織為(wei)細珠光體+碳化物。
3. 高溫回火:加熱溫度(du)為(wei)760~790℃,保(bao)溫2~3h,爐冷(leng)或(huo)空冷(leng),硬度(du)為(wei)207~255HBW。
五、淬火及回火
具體分述如下(xia):
1. 推薦淬火規范(fan)見表4-126。
2. 回火(huo)規范見表4-127,不(bu)同回火(huo)溫度(du)與硬度(du)的關系見表4-128。
3. 不(bu)同加熱和冷(leng)卻條件下的硬(ying)度(du)與淬火溫度(du)的關系見(jian)表4-129。
4. 等溫淬火
1030℃加熱保溫后(hou)(hou),在250~280℃溫度(du)下的(de)(de)硝鹽中等溫一段(duan)時間后(hou)(hou)空冷,可以(yi)獲(huo)得下貝氏(shi)(shi)體+馬氏(shi)(shi)體+殘留奧氏(shi)(shi)體+碳化物(wu)的(de)(de)混合(he)組織(zhi),然后(hou)(hou)再經過適當溫度(du)回火(huo),即可獲(huo)得滿(man)意的(de)(de)性能。等溫淬火(huo)的(de)(de)最大優點(dian),就(jiu)在于不降低工件強度(du)的(de)(de)同(tong)時,能大幅度(du)提高模具的(de)(de)韌性,工件的(de)(de)使用壽命(ming)一般(ban)可以(yi)提高30%~50%。
5. 固(gu)溶雙細化工(gong)藝
完全利(li)用熱處理(li)方法,使(shi)(shi)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物細化(hua)(hua)(hua)(hua)、棱角圓(yuan)整化(hua)(hua)(hua)(hua),同時使(shi)(shi)奧(ao)氏體晶粒超(chao)(chao)細化(hua)(hua)(hua)(hua),其主要的(de)工藝措(cuo)施是高溫(wen)固(gu)溶(rong)(rong)和(he)循(xun)環細化(hua)(hua)(hua)(hua)。高溫(wen)固(gu)溶(rong)(rong)可(ke)以改(gai)善碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物的(de)形態和(he)粒度。循(xun)環細化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)目的(de)在于使(shi)(shi)奧(ao)氏體晶粒超(chao)(chao)細化(hua)(hua)(hua)(hua)。現將158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼固(gu)溶(rong)(rong)雙細化(hua)(hua)(hua)(hua)工藝簡述如下;
固溶處(chu)理(li)是將零件粗加(jia)工后在高溫(wen)(wen)(wen)加(jia)熱固溶,加(jia)熱溫(wen)(wen)(wen)度(du)為(wei)1100~1150℃(加(jia)熱過程(cheng)中預(yu)熱兩次),保溫(wen)(wen)(wen)一段時間后可直接淬入熱油或等溫(wen)(wen)(wen)處(chu)理(li)后轉變為(wei)下(xia)貝氏體(ti)+馬(ma)氏體(ti)的(de)復合(he)組織(zhi)。回火(huo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)為(wei)750℃,保溫(wen)(wen)(wen)1h,組織(zhi)為(wei)細片(pian)狀(zhuang)珠光體(ti)為(wei)基體(ti)的(de)原始組織(zhi)。
雙細化工藝(yi)是在最終熱(re)處(chu)理(li)前(qian)再(zai)增(zeng)加(jia)一次(ci)低(di)溫(wen)淬(cui)火,加(jia)熱(re)溫(wen)度為(wei)960℃,油冷淬(cui)火,300℃左右出(chu)油空冷。
經(jing)固溶雙細(xi)化后,158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼的(de)沖擊韌度可以成(cheng)倍(bei)提(ti)高,零(ling)件的(de)使用壽命可以翻幾番,工序雖然(ran)(ran)增加,單位成(cheng)本有所上(shang)升,但總的(de)經(jing)濟(ji)效(xiao)益仍然(ran)(ran)很高。