半奥氏體(tǐ)沉淀硬化不锈钢的马氏體(tǐ)点较低,在固溶处理(lǐ)后,组织中通常会有(yǒu)大量的奥氏體(tǐ)保留下来,强度较低,时效处理(lǐ)后得不到理(lǐ)想的硬化效果。因此,在固溶处理(lǐ)后,应采取措施,将材料的马氏體(tǐ)点提高,以保证在时效前基本上保持马氏體(tǐ)基體(tǐ)组织。


半奥氏體(tǐ)沉淀硬化不锈钢提高马氏體(tǐ)点和增加马氏體(tǐ)量的方法通常有(yǒu)调整处理(lǐ)(T处理(lǐ))、冷变形处理(lǐ)(C处理(lǐ))和冷处理(lǐ)(R处理(lǐ))。所以,半奥氏體(tǐ)沉淀硬化不锈钢的热处理(lǐ)比马氏體(tǐ)沉淀硬化不锈钢热处理(lǐ)复杂一些。


0Cr17Ni7AI(PH17-7)是半奥氏體(tǐ)沉淀硬化不锈钢的典型牌号,其化學(xué)成分(fēn)见表5-4,标准规定的力學(xué)性能(néng)见表5-5。



 0Cr17Ni7Al 中的沉淀硬化元素是铝,在时效时,以镍一部化合物(wù)析出的形式使钢得到硬化。


 0Cr17Ni7Al钢的热处理(lǐ)一般有(yǒu)三种组合方式。固溶处理(lǐ)(A)-加工-调整处理(lǐ)(T)-时效处理(lǐ)(H).


 固溶处理(lǐ)(A)-加工-调整处理(lǐ)(T)-冷处理(lǐ)(R)-时效处理(lǐ)(H).


 固溶处理(lǐ)(A)-冷变形处理(lǐ)(C)-时效处理(lǐ)(H).



1. 固溶处理(lǐ)


 0Cr17Ni7Al钢固溶处理(lǐ)的加热温度可(kě)选择1040~1050℃,保温后视情况空冷、油冷或水冷。处理(lǐ)后的组织基本是奥氏體(tǐ)组织,可(kě)能(néng)有(yǒu)少量铁素體(tǐ),硬度很(hěn)低,一般达200HB左右。强度低,但塑性高。


 固溶处理(lǐ)的温度准确度、均匀性及冷却效果都会影响材料的最终处理(lǐ)效果。0Cr17Ni7Al固溶处理(lǐ)后可(kě)能(néng)含有(yǒu)5%~10%的铁素體(tǐ),如果加热温度超高,铁素體(tǐ)量就会增多(duō),特别是钢中含碳量低时,铁素體(tǐ)量的增加更明显。如果超温太多(duō),材料过热而产生过量铁素體(tǐ),在以后的处理(lǐ)中很(hěn)难消除,将直接影响时效后的处理(lǐ)质量。反之,如果固溶温度过低,材料M.点会上升,冷却后的组织中可(kě)能(néng)会产生部分(fēn)马氏體(tǐ),这不仅给下一步的成型加工造成困难,还会因為(wèi)这部分(fēn)马氏體(tǐ)过饱和碳及合金的量不足,达不到理(lǐ)想的硬度,也会影响最终的沉淀强化效果,得不到理(lǐ)想的硬度和强度,还影响材料的弹性,所以,对于用(yòng)0Cr17Ni7Al制造的弹性件的热处理(lǐ)更应注意这一问题。



2. 调整处理(lǐ)


 调整处理(lǐ)的作用(yòng)是通过加热使奥氏體(tǐ)中的合金碳化物(wù)析出,降低奥氏體(tǐ)的稳定性,从而提高马氏體(tǐ)转变温度,以保证奥氏體(tǐ)向马氏體(tǐ)的转变,调整加热温度不同,对马氏體(tǐ)转变温度的改变程度也不同,冷却后马氏體(tǐ)量也不同,从而反映出硬度上的差别。


 目前,0Cr17Ni7Al在实际生产中的调整处理(lǐ)一般有(yǒu)两种温度选择。


 一种是当对钢的强度要求不高时,可(kě)采用(yòng)760℃左右的温度加热,Ms点可(kě)提高到70℃左右,冷却后,基體(tǐ)是马氏體(tǐ)组织,马氏體(tǐ)中的碳和合金元素有(yǒu)一定程度的过饱和。然后再进行时效处理(lǐ)。


 第二种情况是对钢的强度要求很(hěn)高时,可(kě)采用(yòng)960℃左右的加热温度,此时钢的M.点在-70~-60℃,冷却后,基體(tǐ)是碳和合金充分(fēn)过饱和的奥氏體(tǐ),然后应再进行一次 -73℃左右的冷处理(lǐ),得到马氏體(tǐ)组织。这种马氏體(tǐ)中的碳和合金元素的过饱和程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于经760℃左右温度调整得到的马氏體(tǐ)中碳和合金元素的过饱和程度。所以,高温调整处理(lǐ)并经冷处理(lǐ)后得到的马氏體(tǐ)基體(tǐ)强度高,经时效后,沉淀强化的效果也大。有(yǒu)试验数据表明,0Cr17Ni7Al 钢经固溶 960℃调整、 -73℃冷处理(lǐ)时效处理(lǐ)的强度比固溶 -760℃调整-时效处理(lǐ)的强度能(néng)提高20%左右。


 调整处理(lǐ)的作用(yòng)是调整M.点,调整处理(lǐ)温度的准确程度对处理(lǐ)效果的影响相似于固溶处理(lǐ)。


 0Cr17Ni7Al 经调整处理(lǐ),Ms点上升50~90℃,而Mf点仍然是很(hěn)低的,所以,為(wèi)保证调整处理(lǐ)组织的更好转变,调整处理(lǐ)时要保证充分(fēn)的冷却。



3. 冷处理(lǐ)


  0Cr17Ni7Al冷处理(lǐ)的目的是使调整处理(lǐ)后还存在的奥氏體(tǐ)能(néng)继续向马氏體(tǐ)转变。冷处理(lǐ)一般采用(yòng)-73℃,较長(cháng)时间地保持,通常保持8h以上,以确保奥氏體(tǐ)的充分(fēn)转变。采用(yòng)-73℃保温,是因為(wèi)这个温度已经低于经过调整处理(lǐ)(960℃左右调整)后的Ms 温度。由于是在极低的温度下转变,才需要有(yǒu)较長(cháng)的等温保持时间。处理(lǐ)后再经时效处理(lǐ),使材料获得高的强度和韧性配合的综合机械性能(néng)。


  為(wèi)保证好的冷处理(lǐ)效果,要注意在调整处理(lǐ)后尽快进行冷处理(lǐ),最好不超过1小(xiǎo)时,最多(duō)不要超过8小(xiǎo)时,因為(wèi)放置时间長(cháng)了会促使奥氏體(tǐ)的稳定化,影响冷处理(lǐ)效果。



4. 冷变形处理(lǐ)


 0Cr17Ni7Al钢的冷变形加工处理(lǐ),主要是指為(wèi)获得丝材、薄板材、带材的冷加工变形过程。


 冷加工变形度会影响Ma温度,从而影响获得的马氏體(tǐ)量、最终反映在沉淀硬化后的硬度和强度不同。有(yǒu)试验研究表明,冷变形加工量大于50%时,才会突显强化作用(yòng)。冷变形量越大,时效后沉淀强化的效果越明显,见表5-6。


表 6.jpg



5. 时效处理(lǐ)


 0Cr17Ni7Al 时效处理(lǐ)时的主要沉淀析出物(wù)是镍-铝金属间化合物(wù)。时效温度的确定主要是根据对性能(néng)的要求和时效处理(lǐ)前的经历程序。目前,通常使用(yòng)的方式有(yǒu)以下几种。


 a. 固溶处理(lǐ)后采用(yòng)760℃左右温度调整处理(lǐ),时效温度采用(yòng)560℃左右,空冷。


 b. 固溶处理(lǐ)后采用(yòng)960℃左右温度调整处理(lǐ),再进行-73℃左右温度冷处理(lǐ),时效温度采用(yòng)510℃左右,空冷。


 c. 固溶处理(lǐ)后采用(yòng)冷加工变形时(如冷拉丝、冷轧板等),时效温度采用(yòng)490℃左右,空冷。


时效处理(lǐ)的温度控制要更精确,最好控制在工艺温度±5℃范围内,时效保温时间一般要比固溶保温时间延長(cháng)1~2倍。以保证沉淀相的充分(fēn)析出。