馬氏體沉淀硬化不銹鋼固溶處理后的基體組織基本上是馬氏體，已具有較好的強度，再經適當的時效處理即可滿足性能要求。一般情況下，采用固溶處理（A),再進行一次時效處理（H)。
0Cr17Ni4Cu4Nb(PH17-4)是(shi)馬(ma)氏體類沉淀硬化(hua)(hua)不(bu)銹鋼的(de)典型牌號。其(qi)化(hua)(hua)學成分(fen)見表(biao)(biao)5-1,標(biao)準(zhun)規定的(de)力學性能見表(biao)(biao)5-2。
0Cr17Ni4Cu4Nb 中的(de)主要沉淀(dian)硬(ying)化元素(su)是銅，銅的(de)沉淀(dian)硬(ying)化作(zuo)用(yong)明顯，但銅含量偏高時(shi)(shi)對韌性(xing)有影響，對焊接性(xing)不利，對于(yu)鑄件還容(rong)易(yi)產生(sheng)鑄造偏析。因(yin)此，實(shi)際生(sheng)產時(shi)(shi)，常(chang)控(kong)制含銅量不大于(yu)3.5%.加人(ren)鈮(ni)也可以(yi)在時(shi)(shi)效時(shi)(shi)起(qi)(qi)到(dao)沉淀(dian)硬(ying)化的(de)作(zuo)用(yong)，并阻礙(ai)時(shi)(shi)效時(shi)(shi)組織的(de)晶粒長大傾向(xiang)。當(dang)然，鈮(ni)也起(qi)(qi)到(dao)穩定碳的(de)作(zuo)用(yong)。
0Cr17Ni4Cu4Nb的熱處理(li)一般含(han)固(gu)溶處理(li)和時效處理(li)。
1. 固溶處理
固(gu)溶加(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)(wen)度(du)應(ying)保證鋼中(zhong)的(de)碳和(he)合金元素充分(fen)溶于(yu)奧氏體(ti)中(zhong)，但也不宜過高(gao)(gao)(gao)。太高(gao)(gao)(gao)的(de)加(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)(wen)度(du)不僅會引起晶(jing)粒粗大，還會使(shi)馬氏體(ti)轉變點(dian)太低，致使(shi)固(gu)溶處理后產生較多(duo)的(de)殘留(liu)奧氏體(ti)。過高(gao)(gao)(gao)的(de)加(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)(wen)度(du)還可能使(shi)固(gu)溶組織中(zhong)存在較多(duo)含(han)量的(de)鐵素體(ti)，影響(xiang)強化效果。圖(tu)5-4是(shi)0Cr17Ni4Cu4Nb固(gu)溶加(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)(wen)度(du)對Ms 點(dian)和(he)硬度(du)影響(xiang)的(de)關系圖(tu)。
0Cr17Ni4Cu4Nb固(gu)溶(rong)(rong)加熱(re)溫度可選用1020~1060℃.這個固(gu)溶(rong)(rong)加熱(re)溫度可控制M.在80~120℃,M,在30℃左右。
由(you)于(yu)0Cr17Ni4Cu4Nb含(han)有的(de)鉻、鎳(nie)，使(shi)固(gu)溶奧氏(shi)體有較好的(de)穩定性，空冷(leng)(leng)即可得到馬氏(shi)體組織，而(er)且，含(han)銅的(de)ε相析出(chu)速度較慢，不必擔心在固(gu)溶冷(leng)(leng)卻階段(duan)析出(chu)。但是，為使(shi)固(gu)溶處理后的(de)組織更(geng)細，能(neng)獲得更(geng)好的(de)強化效(xiao)果(guo)(guo)，提高塑性和韌性，實際生產(chan)(chan)時多采用(yong)油冷(leng)(leng)。控制出(chu)油溫度不高于(yu)室溫，并在充分冷(leng)(leng)卻后再進行時效(xiao)處理。采用(yong)水冷(leng)(leng)的(de)固(gu)溶效(xiao)果(guo)(guo)也(ye)很(hen)好，但是在某些情況下(xia)可能(neng)產(chan)(chan)生裂紋(wen)。
固溶處理后(hou)的金相組織應(ying)是含有過飽和(he)銅的低碳板條(tiao)狀馬氏體。有時可能(neng)還存在少(shao)量殘(can)留奧氏體和(he)鐵素體。見圖5-5。
2. 時效處理
0Cr17Ni4Cu4Nb鋼的(de)時效處(chu)理應根據(ju)對性(xing)能(neng)的(de)要求確定加熱溫(wen)度(du)(du)(du)(du)。有資(zi)料報(bao)道，約480℃左(zuo)右溫(wen)度(du)(du)(du)(du)時效，可獲得(de)最高的(de)硬度(du)(du)(du)(du)和(he)(he)(he)強度(du)(du)(du)(du)。然后，隨著時效溫(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)升高，硬度(du)(du)(du)(du)和(he)(he)(he)強度(du)(du)(du)(du)下降，塑性(xing)和(he)(he)(he)韌性(xing)提高。見圖5-6和(he)(he)(he)表(biao)5-2。
為保(bao)(bao)證(zheng)沉淀(dian)相的充分(fen)析出(chu)和(he)時效(xiao)效(xiao)果，時效(xiao)的保(bao)(bao)溫時間一般不少于4小時，保(bao)(bao)溫后可采用空氣冷卻。
0Cr17Ni4Cu4Nb固溶和時效處理對應的機械性(xing)(xing)能見表5-2。一些實測性(xing)(xing)能數據見表5-3。
0Cr17Ni4Cu4Nb時效(xiao)(xiao)后，對耐腐蝕性能有一定的影響。特別(bie)是由(you)于富銅相(xiang)的析出，降低了在氧化性酸(suan)中的耐腐蝕性。0Cr17Ni4Cu4Nb 固溶經550℃時效(xiao)(xiao)的金相(xiang)組織圖見圖5-7。
0Cr17Ni4Cu4Nb是(shi)比(bi)較成熟和穩(wen)定的沉淀硬化不銹鋼，一般情(qing)況下(xia)采(cai)用(yong)(yong)固溶(rong)后時效處(chu)理就能滿(man)足使用(yong)(yong)要求(qiu)，但有的情(qing)況下(xia)需要用(yong)(yong)調整處(chu)理來(lai)提高熱(re)處(chu)理質量。
有的(de)零(ling)件要求組織更(geng)均(jun)勻、性能更(geng)優(you)良，并嚴格(ge)控制殘留(liu)奧(ao)氏(shi)體量，這時，可(ke)以在(zai)固溶處理后(hou)進行一次調整處理再(zai)時效(xiao)。這可(ke)保證材料獲(huo)得最大量的(de)馬氏(shi)體，消除殘留(liu)奧(ao)氏(shi)體，經時效(xiao)處理后(hou)，沉淀析出相更(geng)均(jun)勻，強化效(xiao)果更(geng)好(hao)。
再比如，材(cai)料(liao)由于前期熱加工不(bu)正(zheng)確(que)或某些成分(fen)的影響，降低了馬氏體轉變(bian)點溫度(du)，而采用正(zheng)常的固(gu)溶(rong)、時效(xiao)處理(li)，得不(bu)到正(zheng)常的處理(li)效(xiao)果。這時，也可以考(kao)慮在固(gu)溶(rong)處理(li)后加一次調(diao)整(zheng)處理(li)。
曾經處理過一批外廠供料的0Cr17Ni4Cu4Nb泵軸。按正常工藝規范，加熱1040℃保溫2h后油冷，再經520℃保溫4h的時效處理，在檢測軸料硬度時，只有230HBS,遠遠低于預想的和過去經常達到的360HBS的目標。對于這個意外的結果，最初考慮可能是工人生產操作時未遵守工藝所致。便又取同批軸料按工藝進行固溶處理，然后檢測硬度，結果是170HBS,看來，固溶處理就未達到應該達到的340HB左右的硬度目標。在復檢軸料化學成分的等待期間，約24h后，又檢測軸料硬度，發現從原170HBS升高到了280HBS.對這種放置后硬度升高的現象進行分析推斷，可能是由于這批軸料非控制成分或前期的熱加工不當導致這批軸料的M、M1點下降，且低于0Cr17Ni4Cu4Nb 正常狀態的相變點，從而使得按正常處理工藝都得不到正常效果，在后來的放置期間，經歷了晚上－15℃的溫度區間（當時是十二月份，沈陽地區晚間氣溫較低），而這個溫度可能低于該批軸料材料的實際M.點溫度，促使奧氏體向馬氏體轉變，使軸料硬度提高了。基于這種分析，我們對這批軸料在固溶處理后增加了一次750℃保溫2h后空冷的調整處理，軸料硬度達到330HBS,再經一次520℃保溫4h的時效處理，軸料硬度達360HBS.經力學性能檢測，Rm,1230N/m㎡;Rp0.2,1130N/m㎡;A,12.5%;Z,44.5%。
可見，調整處(chu)理作(zuo)為馬氏(shi)體類沉淀硬化不銹鋼(gang)的補充處(chu)理，其作(zuo)用(yong)是明顯的。
