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(ban)奧(ao)氏(shi)體沉(chen)淀硬(ying)化不銹鋼提高馬(ma)氏(shi)體點和增加馬(ma)氏(shi)體量(liang)的方法通常(chang)有調(diao)整(zheng)處(chu)理(li)(li)(T處(chu)理(li)(li))、冷變形處(chu)理(li)(li)(C處(chu)理(li)(li))和冷處(chu)理(li)(li)(R處(chu)理(li)(li))。所(suo)以,半(ban)奧(ao)氏(shi)體沉(chen)淀硬(ying)化不銹鋼的熱處(chu)理(li)(li)比(bi)馬(ma)氏(shi)體沉(chen)淀硬(ying)化不銹鋼熱處(chu)理(li)(li)復雜一些(xie)。


0Cr17Ni7AI(PH17-7)是半奧氏體沉淀硬(ying)化不銹鋼(gang)的(de)典型牌號,其化學成(cheng)分見表5-4,標準規定的(de)力學性能見表5-5。



 0Cr17Ni7Al 中(zhong)的沉(chen)淀硬(ying)(ying)化(hua)元素是鋁,在時效時,以鎳一部化(hua)合物析出的形式使(shi)鋼(gang)得到硬(ying)(ying)化(hua)。


 0Cr17Ni7Al鋼(gang)的熱處理(li)(li)一般有三種組合方(fang)式。固溶處理(li)(li)(A)-加工-調(diao)整處理(li)(li)(T)-時(shi)效處理(li)(li)(H).


 固溶處理(A)-加工(gong)-調整處理(T)-冷處理(R)-時(shi)效處理(H).


 固溶處理(li)(A)-冷變形處理(li)(C)-時效處理(li)(H).



1. 固溶(rong)處理(li)


 0Cr17Ni7Al鋼固溶(rong)處理的(de)加熱溫度可選(xuan)擇1040~1050℃,保(bao)溫后(hou)視情況空冷(leng)、油冷(leng)或水冷(leng)。處理后(hou)的(de)組(zu)織基本(ben)是奧氏體組(zu)織,可能有少量鐵素體,硬(ying)度很低,一般達200HB左(zuo)右。強度低,但塑(su)性高。


 固(gu)(gu)溶(rong)處理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)準確度(du)(du)(du)、均勻(yun)性及(ji)冷卻效果(guo)(guo)(guo)(guo)都會(hui)影(ying)響(xiang)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)最終處理(li)(li)效果(guo)(guo)(guo)(guo)。0Cr17Ni7Al固(gu)(gu)溶(rong)處理(li)(li)后(hou)可(ke)能(neng)含有5%~10%的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素體,如(ru)果(guo)(guo)(guo)(guo)加(jia)(jia)熱溫度(du)(du)(du)超(chao)高,鐵(tie)素體量(liang)(liang)就會(hui)增多,特別(bie)是(shi)鋼中含碳(tan)(tan)量(liang)(liang)低時,鐵(tie)素體量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)更明顯。如(ru)果(guo)(guo)(guo)(guo)超(chao)溫太多,材料(liao)過熱而產生過量(liang)(liang)鐵(tie)素體,在(zai)以(yi)后(hou)的(de)(de)(de)(de)處理(li)(li)中很難消除(chu),將(jiang)直接影(ying)響(xiang)時效后(hou)的(de)(de)(de)(de)處理(li)(li)質量(liang)(liang)。反之,如(ru)果(guo)(guo)(guo)(guo)固(gu)(gu)溶(rong)溫度(du)(du)(du)過低,材料(liao)M.點會(hui)上升(sheng),冷卻后(hou)的(de)(de)(de)(de)組織中可(ke)能(neng)會(hui)產生部分(fen)馬氏(shi)體,這不(bu)(bu)僅給下一步的(de)(de)(de)(de)成(cheng)型加(jia)(jia)工(gong)造(zao)成(cheng)困難,還會(hui)因為這部分(fen)馬氏(shi)體過飽和碳(tan)(tan)及(ji)合(he)金的(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)不(bu)(bu)足(zu),達不(bu)(bu)到理(li)(li)想的(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du),也會(hui)影(ying)響(xiang)最終的(de)(de)(de)(de)沉淀強化效果(guo)(guo)(guo)(guo),得不(bu)(bu)到理(li)(li)想的(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du)和強度(du)(du)(du),還影(ying)響(xiang)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)彈性,所以(yi),對于用0Cr17Ni7Al制(zhi)造(zao)的(de)(de)(de)(de)彈性件(jian)的(de)(de)(de)(de)熱處理(li)(li)更應注(zhu)意這一問(wen)題。



2. 調(diao)整處理


 調(diao)整(zheng)處理的作用是通(tong)過加熱(re)使奧(ao)氏(shi)體(ti)中的合金碳(tan)化(hua)物析(xi)出,降低奧(ao)氏(shi)體(ti)的穩定性,從(cong)而(er)提高馬氏(shi)體(ti)轉變(bian)(bian)溫(wen)度(du),以保證奧(ao)氏(shi)體(ti)向馬氏(shi)體(ti)的轉變(bian)(bian),調(diao)整(zheng)加熱(re)溫(wen)度(du)不同(tong)(tong),對馬氏(shi)體(ti)轉變(bian)(bian)溫(wen)度(du)的改變(bian)(bian)程度(du)也不同(tong)(tong),冷卻后馬氏(shi)體(ti)量也不同(tong)(tong),從(cong)而(er)反映(ying)出硬度(du)上的差(cha)別(bie)。


 目前,0Cr17Ni7Al在實際(ji)生(sheng)產中的調整處理一般有兩種(zhong)溫度(du)選(xuan)擇(ze)。


 一種是當對鋼的(de)強度(du)要(yao)求不高時(shi),可(ke)采用760℃左(zuo)右的(de)溫度(du)加(jia)熱(re),Ms點可(ke)提高到(dao)70℃左(zuo)右,冷(leng)卻(que)后(hou),基體是馬氏體組織,馬氏體中(zhong)的(de)碳和合金元素有一定程度(du)的(de)過飽(bao)和。然后(hou)再進行時(shi)效處(chu)理。


 第二種(zhong)情況(kuang)是對鋼的(de)(de)強度(du)要求很高(gao)時(shi)(shi),可采(cai)用960℃左右(you)的(de)(de)加熱溫度(du),此時(shi)(shi)鋼的(de)(de)M.點(dian)在-70~-60℃,冷(leng)卻(que)后(hou),基體(ti)是碳(tan)和合(he)金(jin)充(chong)分過(guo)飽和的(de)(de)奧氏體(ti),然后(hou)應再進行一次 -73℃左右(you)的(de)(de)冷(leng)處(chu)(chu)(chu)理,得(de)到(dao)馬(ma)氏體(ti)組織(zhi)。這種(zhong)馬(ma)氏體(ti)中的(de)(de)碳(tan)和合(he)金(jin)元(yuan)素的(de)(de)過(guo)飽和程度(du)遠遠高(gao)于(yu)經760℃左右(you)溫度(du)調整得(de)到(dao)的(de)(de)馬(ma)氏體(ti)中碳(tan)和合(he)金(jin)元(yuan)素的(de)(de)過(guo)飽和程度(du)。所(suo)以,高(gao)溫調整處(chu)(chu)(chu)理并經冷(leng)處(chu)(chu)(chu)理后(hou)得(de)到(dao)的(de)(de)馬(ma)氏體(ti)基體(ti)強度(du)高(gao),經時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou),沉淀強化(hua)的(de)(de)效(xiao)(xiao)果也大。有試驗數據表(biao)明,0Cr17Ni7Al 鋼經固(gu)溶 960℃調整、 -73℃冷(leng)處(chu)(chu)(chu)理時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)(chu)理的(de)(de)強度(du)比固(gu)溶 -760℃調整-時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)(chu)理的(de)(de)強度(du)能提高(gao)20%左右(you)。


 調(diao)整處理(li)的作用(yong)是調(diao)整M.點,調(diao)整處理(li)溫(wen)度的準確程度對處理(li)效果(guo)的影響相似(si)于固溶處理(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(chu)理


  0Cr17Ni7Al冷處(chu)理(li)的目的是(shi)使調整(zheng)處(chu)理(li)后(hou)還存(cun)在(zai)的奧氏體能(neng)繼續向馬(ma)氏體轉變。冷處(chu)理(li)一般采用-73℃,較長(chang)時間(jian)地保持,通常(chang)保持8h以(yi)上,以(yi)確保奧氏體的充分轉變。采用-73℃保溫(wen),是(shi)因(yin)為(wei)這個溫(wen)度(du)已經(jing)低(di)于經(jing)過調整(zheng)處(chu)理(li)(960℃左右調整(zheng))后(hou)的Ms 溫(wen)度(du)。由于是(shi)在(zai)極低(di)的溫(wen)度(du)下轉變,才需(xu)要有較長(chang)的等溫(wen)保持時間(jian)。處(chu)理(li)后(hou)再(zai)經(jing)時效處(chu)理(li),使材(cai)料獲得高(gao)的強度(du)和韌(ren)性配合的綜(zong)合機械性能(neng)。


  為保(bao)證(zheng)好的冷(leng)處(chu)理效果(guo),要(yao)注意在(zai)調整處(chu)理后盡快(kuai)進(jin)行(xing)冷(leng)處(chu)理,最好不(bu)超(chao)過1小(xiao)時(shi),最多不(bu)要(yao)超(chao)過8小(xiao)時(shi),因為放(fang)置(zhi)時(shi)間長了會促使奧氏體(ti)的穩定(ding)化,影響(xiang)冷(leng)處(chu)理效果(guo)。



4. 冷(leng)變形處理


 0Cr17Ni7Al鋼的(de)冷變形(xing)加工處(chu)理(li),主要是指為(wei)獲得絲材(cai)、薄板(ban)材(cai)、帶材(cai)的(de)冷加工變形(xing)過程。


 冷(leng)加(jia)工(gong)變形度會影響(xiang)Ma溫度,從而影響(xiang)獲(huo)得的(de)(de)馬(ma)氏體量(liang)(liang)、最終反(fan)映在沉(chen)(chen)淀(dian)硬化后的(de)(de)硬度和強度不同。有試驗研(yan)究表(biao)明(ming),冷(leng)變形加(jia)工(gong)量(liang)(liang)大(da)于(yu)50%時,才會突(tu)顯強化作用(yong)。冷(leng)變形量(liang)(liang)越(yue)大(da),時效(xiao)后沉(chen)(chen)淀(dian)強化的(de)(de)效(xiao)果越(yue)明(ming)顯,見(jian)表(biao)5-6。


表 6.jpg



5. 時效處(chu)理


 0Cr17Ni7Al 時(shi)(shi)效(xiao)處(chu)理時(shi)(shi)的(de)主要(yao)沉淀析出(chu)物是(shi)鎳-鋁(lv)金(jin)屬(shu)間化(hua)合物。時(shi)(shi)效(xiao)溫度的(de)確(que)定主要(yao)是(shi)根據對(dui)性能(neng)的(de)要(yao)求(qiu)和時(shi)(shi)效(xiao)處(chu)理前(qian)(qian)的(de)經(jing)歷程序(xu)。目前(qian)(qian),通常使(shi)用的(de)方式有以下幾種。


 a. 固溶處(chu)理后采(cai)用760℃左右溫度(du)調整(zheng)處(chu)理,時效溫度(du)采(cai)用560℃左右,空冷。


 b. 固(gu)溶處(chu)理(li)后采用960℃左(zuo)右溫(wen)度(du)調(diao)整處(chu)理(li),再進行-73℃左(zuo)右溫(wen)度(du)冷(leng)處(chu)理(li),時效溫(wen)度(du)采用510℃左(zuo)右,空冷(leng)。


 c. 固溶處理(li)后采用(yong)冷加工(gong)變形時(如冷拉(la)絲、冷軋板等(deng)),時效溫度采用(yong)490℃左右(you),空(kong)冷。


時效處理(li)的(de)溫度(du)控制(zhi)要(yao)更精確(que),最好控制(zhi)在工藝(yi)溫度(du)±5℃范圍內,時效保(bao)溫時間一般要(yao)比固溶保(bao)溫時間延長(chang)1~2倍。以保(bao)證沉淀(dian)相的(de)充分析出。