00Cr12Ni9Mo4Cu2馬氏體時(shí)效不銹鋼的時(shí)效硬化行為研究

超高強(qiáng)度馬氏體時(shí)效不銹鋼是以無(wú)碳馬氏體相變強(qiáng)化和時(shí)效強(qiáng)化兩種效應(yīng)疊加的結(jié)果,，因而被廣泛應(yīng)用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體,、導(dǎo)彈和飛機(jī)等武器的重要構(gòu)件中。

瑞士Sandvik公司在90年代初研究開(kāi)發(fā)了12Cr-9Ni-4Mo-2Cu的1RK91馬氏體時(shí)效不銹鋼,，由于00Cr12Ni9Mo4Cu2具有高強(qiáng)度,、高韌性、耐腐蝕性和抗過(guò)時(shí)效等優(yōu)點(diǎn),，已在電動(dòng)剃須刀網(wǎng)孔刀片和外科醫(yī)療器械領(lǐng)域成功應(yīng)用,。

以此為背景，本文熔煉了一種00Cr12Ni9Mo4Cu2馬氏體時(shí)效不銹鋼,，并對(duì)獲得的試樣進(jìn)行了不同溫度的固溶處理,、不同的冷加工變形和不同的時(shí)效處理制度，通過(guò)金相觀察,、維氏硬度測(cè)試,、X射線衍射分析(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜分析(EDS),，研究了固溶處理溫度,，冷加工變形量和時(shí)效工藝對(duì)其組織和硬度的影響，進(jìn)而確定鋼的最佳熱處理制度,。 

研究表明,，00Cr12Ni9Mo4Cu2馬氏體時(shí)效不銹鋼淬火后得到的仍是板條馬氏體,，隨著固溶溫度的升高，晶粒尺寸增大,，馬氏體數(shù)量增多,。由于該鋼成分介于兩相之間，因此淬火后得到部分δ鐵素體組織,，隨著固溶溫度的升高,，δ鐵素體的形態(tài)從以網(wǎng)狀分布于晶界逐漸變成橢圓狀隨機(jī)分布，數(shù)量逐漸減少,。能譜分析發(fā)現(xiàn)δ鐵素體內(nèi)的Cr,、Mo、Ti含量均高于平均成分配比,，而Ni含量則相反,；馬氏體基體中則是Cu含量偏高。

此外,，通過(guò)硬度測(cè)試后發(fā)現(xiàn),，固溶溫度對(duì)固溶態(tài)、冷加工態(tài)和時(shí)效態(tài)的硬度影響微弱,，不同固溶溫度處理后硬度增量幾乎相同,。最佳的固溶處理溫度為1050℃～1100℃之間。 對(duì)經(jīng)過(guò)冷加工變形后的試樣研究表明,，時(shí)效前的變形是強(qiáng)化材料的有效途徑,。隨加工變形量的增加，硬度近似線性增加,；通過(guò)XRD分析后發(fā)現(xiàn),，該鋼具有應(yīng)變誘發(fā)馬氏體的特點(diǎn)，經(jīng)冷加工變形后馬氏體數(shù)量增加,，且變形量越大,，轉(zhuǎn)變數(shù)量越多。 其次,，對(duì)時(shí)效態(tài)組織和性能進(jìn)行研究,。

結(jié)果表明在37～850℃之間時(shí)效，硬度先增加后減小,，在450℃下達(dá)到最大值655HV,；高溫下時(shí)效材料表現(xiàn)出明顯的軟化現(xiàn)象，通過(guò)XRD進(jìn)一步分析后發(fā)現(xiàn),，軟化是由于產(chǎn)生大量逆轉(zhuǎn)變奧氏體造成的,。同時(shí)，在450℃,、475℃和500℃各溫度下時(shí)效初期,，硬度迅速增加,，450℃ 下時(shí)效2小時(shí)達(dá)到最大值，隨時(shí)效溫度的升高,，材料越早表現(xiàn)出軟化現(xiàn)象,。此外，通過(guò)掃描電境和能譜對(duì)不同時(shí)效溫度下的δ鐵素體組織進(jìn)行分析,，發(fā)現(xiàn)隨溫度升高,，部分δ鐵素體互相合并長(zhǎng)大，450℃下基體中各主要元素含量接近平均水平,。最佳的時(shí)效處理制度為450℃下保溫2小時(shí),。