馬氏體型沉淀硬化不銹鋼及其熱處理

沉淀硬化不銹鋼相對發展較晚，是在人類實踐中經過試驗、總結、創新的不銹鋼種。先期出現的不銹鋼中，鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼有較好的耐蝕性，但不能通過熱處理方法調整機械性能，限制了它的作用。而馬氏體不銹鋼可以運用熱處理方法，在較大范圍內調整機械性能，但耐蝕性較差。

特點：

其具有較低的C量（一般≤0.09％），較高的Cr量（一般≥14％以上），另加Mo、Cu等元素，這就使其具有較高的耐蝕性，甚至可同奧氏體不銹鋼相當。通過固溶和時效處理，可以獲得在馬氏體基體上析出沉淀硬化相的組織，因而有較高的強度，并可根據時效溫度的調整，在一定范圍內調整強度、塑、韌性。另外，先固溶，再依沉淀相析出強化的熱處理方式，可以在固溶處理后，硬度較低的情況下加工基本成型，再經時效強化，降低了加工成本，優于馬氏體鋼。

分類：

①馬氏體型沉淀硬化不銹鋼及其熱處理

馬氏體型沉淀硬化不銹鋼特征是：奧氏體向馬氏體轉變的開始溫度Ms在室溫以上。加熱奧氏體化并以較快的速度冷卻后，獲得板條狀馬氏體基體，時效后從板條馬氏體基體上析出Cu的細質點而強化。

固溶處理：

加熱溫度為1020-1060℃，保溫后水冷或油冷，組織為板條狀馬氏體，硬度320HB左右。加熱溫度不宜過高，如果大于1100℃，會使組織中鐵素體量增多、Ms點下降、殘留奧氏體增多、硬度下降，熱處理效果不好。

時效處理：

依據時效溫度不同，沉淀析出物的彌散度、粒度不同，而有不同的機械性能。

②半奧氏體型不銹鋼熱處理

這種鋼的Ms點一般略低于室溫，所以固溶化處理冷卻到室溫后，得到奧氏體組織,強度很低，為提高基體強度、硬度，需要再次加熱到750-950℃，保溫，這個階段，奧氏體中會析出碳化物，奧氏體穩定性降低，Ms點提高至室溫以上，再冷卻時，得到馬氏體組織。有的還可以增加冷處理（零下處理），之后，再時效使鋼最終獲得馬氏體基體上有沉淀析出物的強化鋼。

固溶+調整+時效處理

• 固溶化加熱溫度1040℃，加熱保溫后水冷或油冷得到奧氏體，硬度為150HB左右;

• 調整處理溫度為760℃，保溫后空冷，使奧氏體中合金碳化物析出，降低奧氏體穩定性，提高Ms點到50-90℃左右，冷卻后獲得板條馬氏體，此時硬度可達290HB左右;

• 再經560℃時效，Al及化合物沉淀析出，鋼材強化，硬度可達340HB左右。

固溶+調整+冷處理+時效

• 固溶處理加熱1040℃，水冷，獲得奧氏體組織;

• 調整處理溫度955℃，提高Ms點，冷卻后獲得板條馬氏體;

• 冷處理-73℃×8h，減少組織中殘留奧氏體，獲取最大限度的馬氏體;

• 時效處理溫度為510-560℃，使Al析出，強化處理后，硬度可達336HB

固溶+冷變形+時效

• 固溶處理溫度為1040℃，水冷，獲得奧氏體組織;

• 冷變形，利用冷加工變形強化原理，使奧氏體在Md點轉變成馬氏體，這個冷加工變形量要大于30-50％;

• 時效處理：在490℃左右加熱時效，使Al析出沉淀硬化。

• 有報導顯示，固溶奧氏體經57％冷軋變形，硬度達430HB，σb達1372 N/mm2，再經490℃時效，硬度達485HB，σb達1850 N/mm2。

可見，沉淀硬化馬氏體不銹鋼經過正確處理后，機械性能*可以達到馬氏體不銹鋼性能，而耐蝕性卻與奧氏體不銹鋼相當。這里需要指出的是，馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼雖然都是可通過熱處理方法強化，但強化機理是不同的。由于沉淀硬化不銹鋼的特點，使其得到重視和廣泛應用。

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