沉淀硬(ying)化不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是一(yi)類含(han)沉淀硬(ying)化元(yuan)素(Cu、Al、Ti、Nb)的鐵鉻鎳合金,可(ke)以通過(guo)熱處理(li)(li)強化,此(ci)類鋼(gang)(gang)具有高強度、足夠的韌性和(he)適宜的耐蝕性。主(zhu)要應用于(yu)宇(yu)航工業和(he)一(yi)些高技術產業。 沉淀硬(ying)化不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)可(ke)區分為馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)、半奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)和(he)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)沉淀硬(ying)化不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)三種主(zhu)要類型,近年(nian)來(lai)又出現了鐵素體(ti)(ti)(ti)沉淀硬(ying)化不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。在馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)沉淀不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中,基于(yu)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)時效(xiao)鋼(gang)(gang)的經驗,近年(nian)來(lai)出現了馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)時效(xiao)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),與前者(zhe)比較,后者(zhe)碳含(han)量較低,其(qi)強化手段(duan)主(zhu)要是靠(kao)金屬(shu)間化合物析出,且熱處理(li)(li)簡單。
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 不銹鋼(gang)適宜的(de)(de)鍛(duan)造溫(wen)度(du)區間(jian)為1010~1093℃,鍛(duan)后(hou)(hou)(hou)空冷(leng),經固溶處(chu)理可以(yi)進行機械加(jia)工(gong)。推薦(jian)的(de)(de)Costom 465鋼(gang)的(de)(de)固溶溫(wen)度(du)為(982±8)℃,保溫(wen)一定時間(jian),然后(hou)(hou)(hou)快冷(leng),截面尺寸(cun)在(zai)(zai)300mm以(yi)下(xia)時可在(zai)(zai)適當的(de)(de)液(ye)體介質中冷(leng)卻,更大尺寸(cun)時宜在(zai)(zai)空氣(qi)中快冷(leng)。固處(chu)理后(hou)(hou)(hou)應在(zai)(zai)24h內進行-73℃冷(leng)處(chu)理,保持8h,然后(hou)(hou)(hou)升至室溫(wen)。
為獲得最(zui)佳(jia)的(de)(de)切削加工(gong)性能,經上述處理后(hou)再加熱至(zhi)(760±8)℃保(bao)溫2h,空冷,再加熱至(zhi)(620±8)℃保(bao)溫4h,空冷,此工(gong)藝被稱之為H1150M狀態。加工(gong)后(hou)的(de)(de)部(bu)件(jian)應重新在982℃進行(xing)固溶處理和(he)-73℃冷處理。該鋼的(de)(de)焊接性能良好(hao)。
S46500、Alloy 465、Costom 465 不銹鋼(gang)經(jing)上(shang)述(shu)處理后(hou)(hou)應進行時(shi)效(xiao),可(ke)(ke)在(zai)(zai)480~620℃進行,保溫4~8h,然(ran)后(hou)(hou)空冷或在(zai)(zai)適(shi)(shi)當(dang)的(de)介質中冷卻。該(gai)鋼(gang)經(jing)480℃時(shi)效(xiao)后(hou)(hou)可(ke)(ke)以(yi)(yi)得到(dao)最高(gao)的(de)強(qiang)度(du),但韌性較低,適(shi)(shi)宜的(de)時(shi)效(xiao)溫度(du)應選擇在(zai)(zai)510℃以(yi)(yi)上(shang),可(ke)(ke)以(yi)(yi)得到(dao)良(liang)好(hao)的(de)綜合(he)力學性能(neng)。表9.61為Costom 465鋼(gang)棒材經(jing)固(gu)溶處理和時(shi)效(xiao)后(hou)(hou)的(de)縱向(xiang)力學性能(neng)。
將(jiang)S46500、Alloy 465、Costom 465不銹鋼經980℃固溶(rong)處理(li)和在(zai)-73℃冷(leng)處理(li)8h后(hou),再(zai)進行不同(tong)溫(wen)(wen)度(du)(du)下保溫(wen)(wen)4h的(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理(li),研究(jiu)其(qi)組織的(de)變(bian)化和性(xing)能的(de)關系。當時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)(wen)度(du)(du)高于300℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),Costom 465 鋼強(qiang)度(du)(du)隨溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)升高而迅速提(ti)(ti)高,495℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)達到峰值(zhi)強(qiang)度(du)(du),時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)(wen)度(du)(du)超過(guo)495℃后(hou),發生(sheng)過(guo)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)。Costom 465鋼在(zai)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)過(guo)程中,其(qi)塑性(xing)和沖擊韌(ren)性(xing)的(de)谷值(zhi)出現(xian)在(zai)450℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)(wen)度(du)(du)超過(guo)450℃后(hou),鋼的(de)塑性(xing)和韌(ren)性(xing)迅速提(ti)(ti)高。
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(shu),510℃時效后,可(ke)以獲得高的強度,而同(tong)時逆轉變奧(ao)氏體的形(xing)成可(ke)使(shi)鋼具有比較高的韌(ren)性。
S46500、Alloy 465、Costom 465 不銹鋼經(jing)固溶處(chu)理后,其強度(du)(du)較低,可以直接進(jin)行(xing)冷變(bian)形,冷變(bian)形量可達(da)70%,然后進(jin)行(xing)時效處(chu)理,可以得到高的強度(du)(du)(表(biao)9.62)。