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)是馬氏體類沉(chen)淀(dian)硬化不(bu)銹鋼(gang)的典(dian)型牌號。其(qi)化學成分見表(biao)5-1,標準規定的力(li)學性能(neng)見表(biao)5-2。
0Cr17Ni4Cu4Nb 中(zhong)的(de)(de)主要沉淀硬(ying)(ying)(ying)化(hua)元(yuan)素(su)是銅(tong)，銅(tong)的(de)(de)沉淀硬(ying)(ying)(ying)化(hua)作用明(ming)顯，但(dan)銅(tong)含(han)量偏高時(shi)對(dui)韌(ren)性(xing)有影響，對(dui)焊接性(xing)不利，對(dui)于鑄(zhu)件還容易(yi)產生鑄(zhu)造偏析。因(yin)此，實際生產時(shi)，常控制含(han)銅(tong)量不大(da)于3.5%.加人鈮也(ye)可以在時(shi)效時(shi)起(qi)到沉淀硬(ying)(ying)(ying)化(hua)的(de)(de)作用，并(bing)阻(zu)礙時(shi)效時(shi)組織的(de)(de)晶粒長大(da)傾(qing)向(xiang)。當然，鈮也(ye)起(qi)到穩定碳的(de)(de)作用。
0Cr17Ni4Cu4Nb的熱處理(li)一般含固溶(rong)處理(li)和時效處理(li)。
1. 固溶(rong)處理(li)
固溶加熱(re)溫(wen)度應(ying)保證鋼中的(de)碳和(he)(he)合金(jin)元素充(chong)分溶于(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)中，但也不(bu)宜過高(gao)。太高(gao)的(de)加熱(re)溫(wen)度不(bu)僅會(hui)引起晶粒粗大，還(huan)(huan)會(hui)使馬氏(shi)體(ti)轉變點太低，致使固溶處理后產(chan)生較(jiao)(jiao)多的(de)殘留(liu)奧(ao)氏(shi)體(ti)。過高(gao)的(de)加熱(re)溫(wen)度還(huan)(huan)可能使固溶組織中存在較(jiao)(jiao)多含量的(de)鐵素體(ti)，影響強化(hua)效果。圖(tu)5-4是(shi)0Cr17Ni4Cu4Nb固溶加熱(re)溫(wen)度對(dui)Ms 點和(he)(he)硬度影響的(de)關系圖(tu)。
0Cr17Ni4Cu4Nb固溶加熱溫度(du)可(ke)選用1020~1060℃.這個(ge)固溶加熱溫度(du)可(ke)控(kong)制(zhi)M.在80~120℃,M,在30℃左右。
由于0Cr17Ni4Cu4Nb含(han)有的鉻、鎳(nie)，使固溶奧氏體有較好的穩定性，空(kong)冷即可得(de)到馬氏體組織，而(er)且，含(han)銅(tong)的ε相(xiang)析出速度較慢，不必擔心在(zai)固溶冷卻階段(duan)析出。但是，為使固溶處理(li)后的組織更細，能獲得(de)更好的強化效(xiao)果(guo)(guo)，提高塑(su)性和韌性，實(shi)際生(sheng)(sheng)產時多采用油冷。控制(zhi)出油溫度不高于室溫，并在(zai)充分冷卻后再進行(xing)時效(xiao)處理(li)。采用水(shui)冷的固溶效(xiao)果(guo)(guo)也很好，但是在(zai)某些情況下可能產生(sheng)(sheng)裂紋。
固(gu)溶處理(li)后的金(jin)相組(zu)織應是含有(you)(you)過飽和銅的低(di)碳(tan)板(ban)條狀馬氏體。有(you)(you)時可能還(huan)存在(zai)少量殘留奧氏體和鐵素體。見圖5-5。
2. 時效處理
0Cr17Ni4Cu4Nb鋼的(de)(de)時效處理應(ying)根據對性能的(de)(de)要求(qiu)確(que)定加熱溫度(du)。有資料報道，約480℃左右溫度(du)時效，可獲得最高的(de)(de)硬度(du)和強(qiang)度(du)。然后，隨(sui)著時效溫度(du)的(de)(de)升高，硬度(du)和強(qiang)度(du)下降，塑性和韌(ren)性提高。見圖(tu)5-6和表5-2。
為保(bao)證沉(chen)淀(dian)相的(de)充分析出和時(shi)效(xiao)效(xiao)果，時(shi)效(xiao)的(de)保(bao)溫時(shi)間一般不少于4小時(shi)，保(bao)溫后可采用空(kong)氣冷卻。
0Cr17Ni4Cu4Nb固溶和時效(xiao)處(chu)理對應的機械(xie)性(xing)能見表5-2。一些實測性(xing)能數據見表5-3。
0Cr17Ni4Cu4Nb時效后，對耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能有一定(ding)的影響(xiang)。特別是由于(yu)富(fu)銅相(xiang)的析出，降低了在氧(yang)化性(xing)酸中的耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)。0Cr17Ni4Cu4Nb 固溶(rong)經550℃時效的金相(xiang)組(zu)織圖見圖5-7。
0Cr17Ni4Cu4Nb是比較(jiao)成熟和(he)穩定(ding)的沉淀硬化不銹鋼，一般情況下(xia)采用(yong)(yong)固溶(rong)后時效處理就能滿足使用(yong)(yong)要求，但有(you)的情況下(xia)需(xu)要用(yong)(yong)調整處理來提高熱處理質量。
有的(de)零件要求組(zu)織更(geng)均勻、性能更(geng)優良，并嚴格控制(zhi)殘留(liu)奧(ao)氏體量，這時，可以(yi)在固溶處(chu)理(li)后(hou)進行一(yi)次(ci)調整處(chu)理(li)再時效(xiao)。這可保證材料獲得最大量的(de)馬氏體，消除殘留(liu)奧(ao)氏體，經(jing)時效(xiao)處(chu)理(li)后(hou)，沉淀析出相更(geng)均勻，強化效(xiao)果更(geng)好。
再比如，材(cai)料由于(yu)前期熱加工(gong)不正確或某些成分的(de)(de)影(ying)響，降低了馬氏(shi)體轉(zhuan)變點溫(wen)度，而(er)采用(yong)正常的(de)(de)固(gu)溶、時效處(chu)理(li)(li)，得不到正常的(de)(de)處(chu)理(li)(li)效果(guo)。這(zhe)時，也可(ke)以(yi)考慮在(zai)固(gu)溶處(chu)理(li)(li)后加一次調整處(chu)理(li)(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，調整處理(li)作(zuo)(zuo)為(wei)馬氏體類沉淀硬化不銹鋼(gang)的(de)補充(chong)處理(li)，其(qi)作(zuo)(zuo)用是(shi)明顯的(de)。
