
沉(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼是一(yi)類含沉(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)元素(su)(Cu、Al、Ti、Nb)的鐵鉻鎳合(he)金,可以通(tong)過熱處(chu)(chu)理強(qiang)化(hua),此類鋼具有高(gao)強(qiang)度、足夠的韌性和適宜的耐(nai)蝕性。主(zhu)要(yao)應用于(yu)宇航(hang)工業和一(yi)些高(gao)技術產業。 沉(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼可區(qu)分為馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)、半(ban)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)和奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼三(san)種主(zhu)要(yao)類型,近年來又出現(xian)(xian)了鐵素(su)體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼。在馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中,基于(yu)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)時效(xiao)(xiao)鋼的經驗,近年來出現(xian)(xian)了馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)時效(xiao)(xiao)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,與(yu)前(qian)者比較,后(hou)者碳含量較低(di),其強(qiang)化(hua)手段(duan)主(zhu)要(yao)是靠金屬間化(hua)合(he)物析出,且熱處(chu)(chu)理簡單(dan)。
S46500、Alloy 465、Costom 465 是一種無鈷的馬氏體沉淀硬化不銹鋼,其時效峰值后的抗拉強度可達到1800MPa。Costom 465 不銹鋼具有優異的缺口拉伸強度和斷裂韌性,應力腐蝕抗力也比較好,其性能優于Costom 455和PH13-8Mo鋼。該鋼于1997年取得專利,已用于軍用機的多個重要部件。

S46500、Alloy 465、Costom 465 不(bu)銹(xiu)鋼適宜(yi)的(de)鍛(duan)造(zao)溫度區(qu)間為1010~1093℃,鍛(duan)后(hou)空冷(leng)(leng),經固溶處(chu)理可以(yi)進行(xing)機械加(jia)工。推薦的(de)Costom 465鋼的(de)固溶溫度為(982±8)℃,保溫一定時(shi)間,然后(hou)快(kuai)冷(leng)(leng),截面尺寸(cun)在(zai)(zai)(zai)300mm以(yi)下時(shi)可在(zai)(zai)(zai)適當(dang)的(de)液體(ti)介質中冷(leng)(leng)卻,更大尺寸(cun)時(shi)宜(yi)在(zai)(zai)(zai)空氣中快(kuai)冷(leng)(leng)。固處(chu)理后(hou)應在(zai)(zai)(zai)24h內進行(xing)-73℃冷(leng)(leng)處(chu)理,保持8h,然后(hou)升(sheng)至室溫。
為獲得最佳(jia)的切削加(jia)工性能,經上述處理后(hou)(hou)再加(jia)熱至(zhi)(760±8)℃保(bao)溫(wen)2h,空冷,再加(jia)熱至(zhi)(620±8)℃保(bao)溫(wen)4h,空冷,此(ci)工藝被稱(cheng)之為H1150M狀態。加(jia)工后(hou)(hou)的部件應重(zhong)新在(zai)982℃進行(xing)固(gu)溶處理和-73℃冷處理。該鋼(gang)的焊接性能良好。
S46500、Alloy 465、Costom 465 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)經上(shang)述處理后應進行時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao),可在(zai)(zai)480~620℃進行,保溫4~8h,然后空冷或在(zai)(zai)適當的介質中(zhong)冷卻。該鋼(gang)(gang)經480℃時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)后可以得到最高的強度,但韌(ren)性(xing)(xing)較(jiao)低,適宜的時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)溫度應選擇在(zai)(zai)510℃以上(shang),可以得到良(liang)好的綜合力(li)學性(xing)(xing)能(neng)。表9.61為Costom 465鋼(gang)(gang)棒材經固(gu)溶(rong)處理和時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)后的縱向力(li)學性(xing)(xing)能(neng)。

將S46500、Alloy 465、Costom 465不銹鋼經980℃固溶處(chu)理和(he)在-73℃冷處(chu)理8h后(hou)(hou),再進行不同溫(wen)度(du)(du)下保溫(wen)4h的時(shi)(shi)效(xiao)處(chu)理,研(yan)究其組(zu)織的變化和(he)性能的關系。當時(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度(du)(du)高(gao)于(yu)300℃時(shi)(shi),Costom 465 鋼強度(du)(du)隨溫(wen)度(du)(du)的升高(gao)而(er)迅速(su)提(ti)高(gao),495℃時(shi)(shi)達到峰值(zhi)(zhi)強度(du)(du),時(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度(du)(du)超過495℃后(hou)(hou),發生過時(shi)(shi)效(xiao)。Costom 465鋼在時(shi)(shi)效(xiao)過程中,其塑(su)性和(he)沖擊韌性的谷(gu)值(zhi)(zhi)出現在450℃時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi),時(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度(du)(du)超過450℃后(hou)(hou),鋼的塑(su)性和(he)韌性迅速(su)提(ti)高(gao)。
S46500、Alloy 465、Costom 465 不銹鋼在溫度范圍200~300℃時效,鋼中的少量殘余奧氏體(約5%)未發生變化,時效溫度在400℃左右時,鋼中開始出現逆轉變奧氏體。在400~590℃時效,鋼中奧氏體含量呈上升趨勢,時效溫度為510℃時,鋼中的奧氏體含量為10%左右。時效溫度在590℃時,鋼中已形成的逆轉變奧氏體已不穩定,時效后降至室溫時,部分逆轉變奧氏體又轉變成馬氏體。Costom 465鋼在時效過程中出現硬化峰則與析出相的特性有關。研究表明,基體的析出相為針狀的具有六方晶體結構Ni3Ti相,析出時與母相馬氏體存在共格或半共格關系,使鋼得到有效的強化。在高于510℃時效時,析出相逐漸聚集,540℃時效時析出相直徑小于20nm,而590℃時效時已長大到約70nm。
綜上所述,510℃時效后,可以獲得高(gao)的強度,而同時逆(ni)轉變奧氏體的形成可使鋼具有比較高(gao)的韌性。

S46500、Alloy 465、Costom 465 不銹鋼經固溶處理后(hou),其強度較低(di),可以(yi)直接(jie)進(jin)行(xing)冷(leng)變形,冷(leng)變形量可達70%,然后(hou)進(jin)行(xing)時(shi)效處理,可以(yi)得(de)到(dao)高的強度(表9.62)。
