繼上述一些馬氏體沉淀(dian)硬(ying)化不銹鋼之后,一些研究者發現鈷和鉬同時加入Cr13型不銹鋼中可以使馬氏體的沉淀硬化效應特別強烈,從而開發出一些Cr-Mo-Co 系馬氏體沉淀硬化不銹鋼,其化學成分見表9.59。
從(cong)(cong)圖(tu)(tu)9.87可(ke)(ke)看出(chu),在(zai)12%Cr基礎(chu)上(shang)加入鉬(mu)(mu)(mu)和(he)鈷(gu)(gu),隨著它們含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)加,經淬火后(hou)在(zai)550~600℃時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi),沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)(ying)化(hua)(hua)峰值(zhi)強(qiang)(qiang)烈升高(gao)。鉬(mu)(mu)(mu)的(de)(de)(de)作(zuo)用尤(you)其(qi)顯著,當鉬(mu)(mu)(mu)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)超過4%時(shi)(shi)(shi),600℃時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)硬(ying)(ying)(ying)度值(zhi)可(ke)(ke)超過500HV,但當鉬(mu)(mu)(mu)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)到8%時(shi)(shi)(shi),由于出(chu)現不能(neng)高(gao)溫固溶(rong)(rong)的(de)(de)(de)x相(xiang)而出(chu)現脆性。因此(ci),Cr-Mo-Co系馬(ma)氏體沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)(ying)化(hua)(hua)不銹鋼中鉬(mu)(mu)(mu)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)必須控(kong)制在(zai)一(yi)定范圍內。鋼中的(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)對沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)(ying)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)應(ying)也有(you)很大(da)(da)影響(xiang),隨鈷(gu)(gu)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)增(zeng)加,時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)(ying)度顯著增(zeng)高(gao)(圖(tu)(tu)9.88)。鈷(gu)(gu)在(zai)沉(chen)(chen)淀(dian)相(xiang)中的(de)(de)(de)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)很低,鈷(gu)(gu)的(de)(de)(de)加入增(zeng)強(qiang)(qiang)沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)(ying)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)應(ying)可(ke)(ke)能(neng)有(you)兩(liang)方(fang)面的(de)(de)(de)作(zuo)用,它除了(le)本身增(zeng)強(qiang)(qiang)了(le)沉(chen)(chen)淀(dian)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)應(ying)外(wai),還(huan)(huan)可(ke)(ke)以減少鉬(mu)(mu)(mu)在(zai)基體中的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解度,使(shi)沉(chen)(chen)淀(dian)相(xiang)增(zeng)多。鈷(gu)(gu)還(huan)(huan)可(ke)(ke)以平衡(heng)因鉬(mu)(mu)(mu)的(de)(de)(de)增(zeng)加導致(zhi)的(de)(de)(de)δ鐵(tie)素(su)體形(xing)成(cheng)傾向(xiang)。鈷(gu)(gu)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)從(cong)(cong)0%增(zeng)至8%時(shi)(shi)(shi)是升高(gao)Ms點的(de)(de)(de),鈷(gu)(gu)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)再增(zeng)高(gao)將(jiang)逐漸降低Ms點,這(zhe)類(lei)鋼中鈷(gu)(gu)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)一(yi)般控(kong)制在(zai)10%~20%。釩形(xing)成(cheng)穩定的(de)(de)(de)VC,對鋼的(de)(de)(de)晶(jing)粒長大(da)(da)起抑制作(zuo)用。
目前應用(yong)的(de)Cr-Mo-Co系馬氏體沉淀硬化不銹(xiu)鋼有兩種基本(ben)成(cheng)分:一(yi)(yi)種是(shi)以13%Cr-5%Mo-13%Co為(wei)基的(de)較(jiao)高鉬(mu)含(han)量的(de)鋼;另一(yi)(yi)種是(shi)以13%Cr-(2%~3%)Mo-(15%~20%)Co為(wei)基的(de)低鉬(mu)高鈷(gu)含(han)量的(de)鋼,如表9.59所示。
由圖9.89、圖9.90可見,5%Mo和13%Co配合可以得到最好的室溫和高溫強度及韌性的配合。鉬含量再增高,雖然短時強度有所增高,但持久強度反而降低。從組織上看,當鉬含量超過6%就出現8鐵素體。鉬含量在0%~5%時,隨著鉬含量增高,鋼的室溫強度、高溫強度和持久壽命都增加。在5%Mo的基礎上,鈷含量若超過14%,則室溫強度和高溫強度均降低,這是由于大量鈷降低M。點因而得到大量殘余奧氏體所致。當鈷含量由零增加到13%,室溫強度和高溫強度都增加。由圖9.90還可以看出,隨著鈷含量增加,鋼中δ鐵素體含量降低,到13%Co可得到全部奧氏體,消除了δ鐵素體的有害作用。
Cr-Mo-Co 馬(ma)氏(shi)體(ti)沉淀硬(ying)(ying)(ying)化(hua)不(bu)銹鋼經固溶處理(li)(li)冷卻到室溫,組(zu)織中(zhong)除馬(ma)氏(shi)體(ti)外,還有(you)(you)大量(liang)殘余(yu)奧氏(shi)體(ti),經-73℃冷處理(li)(li),可(ke)使殘余(yu)奧氏(shi)體(ti)大大減少。無碳的(de)Cr-Mo-Co鋼經冷處理(li)(li)后轉變(bian)(bian)為無碳的(de)合(he)(he)金(jin)馬(ma)氏(shi)體(ti),這種馬(ma)氏(shi)體(ti)具有(you)(you)較(jiao)低的(de)硬(ying)(ying)(ying)度(du),以及(ji)較(jiao)高(gao)的(de)塑性和韌性,有(you)(you)較(jiao)小的(de)加工硬(ying)(ying)(ying)化(hua)傾向,其(qi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)在30HRC左右(you),可(ke)以直接進行(xing)(xing)冷變(bian)(bian)形(xing),冷變(bian)(bian)形(xing)后的(de)板材可(ke)直接進行(xing)(xing)時(shi)效處理(li)(li),只有(you)(you)在高(gao)變(bian)(bian)形(xing)量(liang)下(xia)才需要中(zhong)間退火(huo)。對碳含量(liang)在0.15%左右(you)的(de)Cr-Mo-Co鋼,由于加入了起沉淀強化(hua)的(de)合(he)(he)金(jin)元(yuan)素(su)和碳的(de)固溶強化(hua)雙重強化(hua)作用,其(qi)馬(ma)氏(shi)體(ti)具有(you)(you)較(jiao)高(gao)的(de)硬(ying)(ying)(ying)度(du),如AFC-77(12Cr14Co13Mo5V)鋼硬(ying)(ying)(ying)度(du)達50HRC左右(you),不(bu)能進行(xing)(xing)冷變(bian)(bian)形(xing)。