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0Cr17Ni4Cu4Nb它是典型的奧氏體沉淀硬化不銹鋼，含量很高Cr,，Ni,，Cu,沉淀硬化相沉淀后的固溶時(shí)效s-Cu,它分布在低碳奧氏體基體中，從而提高了材料的強(qiáng)度,。由于其良好的韌性和塑性,，它具有低碳馬氏體不銹鋼的高強(qiáng)度和高強(qiáng)度Cr-Ni奧氏體不銹鋼具有優(yōu)異的耐腐蝕性、簡單的熱處理方法等優(yōu)點(diǎn),，廣泛應(yīng)用于核電,、航空航天和機(jī)械化工領(lǐng)域，也是我國企業(yè)軸類零件的主要材料,。為了便于控制我廠軸的加工質(zhì)量,，提高軸的使用壽命，本文重點(diǎn)研究材料組成,，不同的熱處理方法對(duì)其機(jī)械性能,、微觀組織形狀和加工變形的影響。

試驗(yàn)方法及設(shè)備

試樣來自軸材本身的延伸端尺寸為105mmx140mm,標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣,、金相試樣,、沖擊試樣等。通過機(jī)械加工,。GB/T1170-2008《不銹鋼多元素含量測定電暈放電原子發(fā)射光譜法(常規(guī)法)》采用移動(dòng)式金屬分析光譜儀749-024對(duì)材料成分進(jìn)行分析,。WDW-300型微機(jī)電子拉伸試驗(yàn)機(jī)，根據(jù)GB/T228.1-2010金屬材料拉伸實(shí)驗(yàn)第1部分室溫拉伸實(shí)驗(yàn)方法用于拉伸實(shí)驗(yàn),。MR5000型倒置金相顯微鏡組織分析熱處理后的樣品,。

合金元素對(duì)力學(xué)性能的影響

合金元素含有產(chǎn)生元素的鐵元素Cr，Mo,，w.v,，Nb，Al,，Si和馬氏體產(chǎn)生元素C,，N，Mn,，Ni,，Cu,CP鐵素體的存在會(huì)破壞0。Cr17Ni4Cu4Nb鋼的組織均勻性降低了材料的韌性和塑性,，加速了材料在蠕變過程中的老化速度,。因此,，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的成分,，鐵素體產(chǎn)生的元素應(yīng)盡可能保持在下限,，而馬氏體產(chǎn)生的元素應(yīng)保持在上限，以盡可能去除鋼中的鐵素體含量,。

從0Cr17Ni4Cu4Nb根據(jù)鋼成分分析結(jié)果表1,，材料成分含量在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，Cr,，Cu,Nb所有的內(nèi)容都在下限,，Ni中上限。不同系列材料的元素含量范圍存在一定差異,，如KJ系列中Mn,，Cr，Ni,，Cu元素的含量相對(duì)較高,，在一定程度上增加了材料的韌性和塑性。Cr含量高,，容易產(chǎn)生鐵素體,，導(dǎo)致C和CCr馬氏體轉(zhuǎn)化不*，會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度降低,，韌性塑性增加,。Cr17Ni4Cu4Nb鋼成分分析可以推斷KJ韌塑性比系列LH良好的系列傾向。

KJ-3與KJ-4其它合金元素基本相同,，Ni含量分別是4.3%和4.98%對(duì)應(yīng)的R是1018MPa和1065MPa,。再用LH-4與LH-6為例,其Ni含量分別是4.65%和4.33%,對(duì)應(yīng)R。分別是1076MPa和1045MPa,詳圖1,。由此可見,，熱處理方法相同，其他元素的含量基本相同,，隨之而來Ni隨著含量的增加,，材料強(qiáng)度的增加，延伸率和沖擊強(qiáng)度的降低,。

OCr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化鋼Ac,，約為670℃,Ac,約為740℃,Ms為80~140℃,Mf約為32℃，常用的熱處理方法是1020~1060℃范圍內(nèi)固溶處理,，然后460~650℃范圍內(nèi)的時(shí)效處理[5],，為了進(jìn)一步細(xì)化顆粒，采用固溶+中間調(diào)節(jié)處理+時(shí)效處理[6],。我廠的軸材為固溶時(shí)效,，具體熱處理方法參數(shù)如表2所示。

0Cr17Ni4Cu4Nb除了相同的固溶溫度外,，鋼的三種不同的熱處理方法有不同的參數(shù),，其相應(yīng)的力學(xué)性能結(jié)果如表3所示,。在這三個(gè)樣品中，KJ沖擊平均值為207J,其韌塑性好,，其次是進(jìn)口軸料,，LH相對(duì)較低的系列樣品；LH系列樣品的抗拉強(qiáng)度,、屈服強(qiáng)度,、伸長率和伸長率KJ系列相當(dāng)，LH系列樣品的平均強(qiáng)度略高于KJ進(jìn)口軸料系列樣品IT低強(qiáng)度的系列,。

我公司產(chǎn)品質(zhì)量反饋發(fā)現(xiàn),，KJ在加工和使用過程中，一系列材料的加工質(zhì)量是穩(wěn)定的,，在加工和使用過程中沒有材料的質(zhì)量問題,，LH在一系列材料的加工過程中，多次出現(xiàn)彎曲變形,，而進(jìn)口軸材料的使用數(shù)量有限,，沒有出現(xiàn)問題。說明當(dāng)強(qiáng)度相等時(shí),，加工質(zhì)量越穩(wěn)定,，加工質(zhì)量越穩(wěn)定。

一方面,，這是和KJ奧氏體在合金元素系列中產(chǎn)生元素Ni,，Cu含量高過LH相關(guān)系列。另一方面KJ系列樣品的固溶采用階段均溫,，固溶保溫時(shí)間遠(yuǎn)長于LH系列樣品,、滲碳體和合金元素可以*溶解在馬氏體中。充足的絕緣時(shí)間進(jìn)一步保證了合金元素的均勻分布,。在油冷過程中,，油的冷卻速度為500~350℃在最快的情況下，溫度冷卻速度迅速減慢,，在馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)有較小的冷卻速度,，可以降低組織應(yīng)力，細(xì)化晶粒,，提高材料的韌性和塑性,。盡管LH固溶溫度為1040℃,但是保溫時(shí)間很短，合金元素可能會(huì)收縮,。此外,，冷卻方式為水冷，水冷卻速度最快為400~100℃范圍內(nèi)，與馬氏體轉(zhuǎn)換區(qū)(約140)~32c)[部分溫度重疊,，即馬氏體在過快的冷卻速度下變化,，組織應(yīng)力相對(duì)較大。如果隨后的應(yīng)力沒有*消除,，在加工過程中（特別是長軸零件的加工）很容易變形,，如彎曲,。最后不排除是LH由于熱應(yīng)力,、組織應(yīng)力在材料內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力，導(dǎo)致加工過程中出現(xiàn)彎曲,，系列材料的熱處理過程質(zhì)量失控,。

1)KJ系列試樣與LH系列相比,Cr，Ni,，Cu,Mn特別是Ni含量高,，鐵素體含量降低，韌性和塑性相對(duì)較好,。今后要注意控制少量元素,。N，Al,，Ti,，Co等含量。

2)在三種熱處理工藝中,，當(dāng)固溶溫度相同時(shí),，不同的固溶時(shí)間和冷卻方法對(duì)材料的微觀結(jié)構(gòu)、機(jī)械性能和加工穩(wěn)定性有很大的影響,。1040℃固溶4h580℃時(shí)效10h與這一工藝相對(duì)應(yīng)的韌塑性好,，加工質(zhì)量穩(wěn)定。

3)在三個(gè)系列中,，KJ其次是進(jìn)口軸料,，韌塑性好，其次是進(jìn)口軸料,，LH相對(duì)較低的系列,；LH系列樣品抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度,、伸長率和伸長率KJ相當(dāng)于系列,，進(jìn)口軸材料IT低強(qiáng)度的系列。