为了保证半奥氏体沉淀硬化不锈钢在室温下有较好的塑性和压力加工性,要求这类钢在固溶处理和空冷后在室温下为奥氏体组织,其Ms点应在室温以下,低的相变温度可使其在加工时不致发生较大程度的马氏体相变,但Ms点也不能过低,否则用一般的处理方法不能得到足够的马氏体组织。为了保证可焊性,碳含量一般应控制在比较低的水平。


 为能在固溶温度至室温获得单相的奥氏体组织,应平衡奥氏体形成元素和铁素体形成元素的含量。前者主要有镍、锰、钴、铜,后者主要有铬、铝、钛、铌等。在平衡两类元素的含量时,可使室温下的单相奥氏体组织易于冷加工和焊接,而在随后的冷处理时还要尽可能多地转变成马氏体,所以这种奥氏体组织应该是不稳定的,所以降低Ms点最强烈的元素碳和氮的含量必须很低。这种不稳定的奥氏体组织可以Cr17Ni4钢作为半奥氏体钢的基础钢来分析,表9.65列出一些元素对Cr17Ni4钢Ms点的影响。

表 65.jpg


 Cr18Ni9钢中的碳含量自0.10%降至0.01%后,其M,点从-195℃以下升高至10℃左右,这使人们可以利用碳化物的析出控制奥氏体中的实际溶解碳量以调节钢的Ms点。


 Cr17Ni4 钢加热至1050℃空冷后可得到5%的δ铁素体和95%的奥氏体组织。半奥氏体钢在室温的奥氏体中有5%~20%的δ铁素体是有益的,可以有良好的冷变形能力和可焊性,并有利于用碳化物的析出来调节Ms点控制奥氏体的转变。实验证明,纯奥氏体组织在600~800℃碳化物析出缓慢,而奥氏体加少量δ铁素体这种复相组织在600~800℃加热时,Cr23C6比较快地在δ/γ相界面优先析出,然后在y/y晶界析出(图9.49)。δ铁素体含量如超过30%将不利于热加工和钢的强化。表9.65列出一些元素对Cr17Ni4 钢中δ铁素体含量的影响。


 半奥氏体沉淀硬化不锈钢和马氏体时效钢一样,为了提高钢的强度,必须发生马氏体相变,而这种马氏体为保证其可焊性,不能用碳来强化,只能用在马氏体的基体上产生沉淀硬化的方法来提高强度。这种低碳的经过时效的马氏体,可以保持高的塑性和韧性,同时又具有较高的强度。