17-7ph圓鋼 17-7ph光亮棒

17-7PH是在18-8型奧氏體不銹鋼的基礎(chǔ)上添加Al而得到的半奧氏體沉淀硬化不銹鋼，屬于高強度不銹鋼系列。17-7PH不僅在固溶狀態(tài)具有很好的機加工性能，而且在馬氏體轉(zhuǎn)變和時效之后具有較高的強度和良好的抗腐蝕性能，因此廣泛的用于航空制造領(lǐng)域。但該鋼的熱處理工藝十分復(fù)雜，給生產(chǎn)帶來了很大的困難。本文主要介紹了該鋼的熱處理工藝及其原理，以期對該鋼的熱處理生產(chǎn)有所幫助。

   1 主要化學(xué)成分 該鋼的主要化學(xué)成分如表1所示。   表1 化學(xué)成分 Table 1  Composition 元素碳錳硅磷硫鉻鎳鋁 (%)≤0.09≤1.00≤1.00≤0.040≤0.03016.00-18.006.50-7.750.75-1.50    2 熱處理工藝 17-7PH是半奧氏體沉淀硬化不銹鋼，由于其Ms 點太低，固溶處理后冷卻不能直接轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，所以還需要中間處理（調(diào)整奧氏體，提高M(jìn)s，或進(jìn)行冷加工使之轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體），然后再進(jìn)行時效處理。根據(jù)中間處理的工藝不同，把17-7PH的熱處理工藝分為3大類，即TH處理、RH處理、CH處理。熱處理工藝示意圖如圖1所示[4]。通常，為了方便把時效處理溫度寫在TH、RH或CH之后(美國用華氏溫度值表示，國內(nèi)用攝氏溫度值表示)，便構(gòu)成了17-7PH熱處理工藝的表示方法。如TH950表示在經(jīng)過固溶處理后再在1400℉(760℃)調(diào)整處理后1h內(nèi)冷至60℉(16℃)以下至少保溫30min，后在950℉(510℃)時效處理。RH950表示在經(jīng)過固溶處理后再在1750℉(954℃)調(diào)整處理后1h 內(nèi)冷至-90℉(-68℃)以下保溫8-9h，后在950℉(510℃)時效處理。

CH900表示在經(jīng)過固溶處理后再冷變形60%以上，后在900℉(482℃)時效處理。經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)熱處理后的硬度如表2所示。   表2 17-7PH經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)熱處理后的硬度 Table2 Hardness after 17-7PH been heattreatment 工藝(1)TH 950TH 1000TH 1050TH 1075TH 1100RH 950RH 1000RH 1050RH 1075RH 1100CH 900 硬度HRC42-4840-4638-4437-4234-3942-4941-4640-4538-4334-4046min  注：(1)工藝中的溫度是用華氏溫度值表示的。    注：(1) a.小保溫時間：棒材a=b=30min/25mm；片材帶材a=3min+1min/0.25mm,b=10min+1min/0.25mm                  b.

17-7ph圓鋼 17-7ph光亮棒在情況下，零件都必須保溫足夠時間以保證零件心部達(dá)到規(guī)定溫度并完成擴散和轉(zhuǎn)變。 圖1  17-7PH的熱處理工藝示意圖 Fig.1  Heat treatment of 17-7PH   3 熱處理工藝原理及其表示方法 3.1 固溶處理(A處理) 固溶處理溫度一般是1925℉(1052℃)，加熱保溫后空冷(或采用更快的冷卻速度）。室溫組織主要為奧氏體，塑性較高便于成形，故常常采用固溶狀態(tài)來加工成形[5]。一般固溶處理含5～20%α相,如果在固溶處理時過熱，則δ鐵素體的含量就會增多，碳越低δ鐵素體量就越多。一旦過熱了，即使進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的固溶處理，α相也會比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的量多。對已經(jīng)過熱的零件，為了減少α相，可考慮低溫退火，再進(jìn)行固溶處理，但有時也有碳化物析出，α相反而增多。所以進(jìn)行固溶處理時，不允許過熱。另外，如固溶溫度過低，則Ms點要上升，這樣冷卻時就會產(chǎn)生一部分馬氏體，難于進(jìn)一步成形加工。即使對其再次進(jìn)行冷處理，硬度也不能提高到標(biāo)準(zhǔn)值[6]。 3.2 調(diào)整處理 調(diào)整處理一般認(rèn)為是通過奧氏體析出碳化物，將馬氏體點(Ms)升高到室溫以上，完成馬氏體轉(zhuǎn)變。如何選擇調(diào)整溫度呢？如需要較高的強度時，則采用較高的調(diào)整溫度(954℃)。這樣既保證Ms 點在室溫以上，又能保證馬氏體含有較多的碳和其他合金元素，從而使鋼具有較高的強度。但954℃調(diào)整處理后Ms 點僅稍高于室溫，因此必須進(jìn)行冷處理(-68℃以下)方能完成馬氏體轉(zhuǎn)換。另外在954℃奧氏體化處理之后，必須在1h內(nèi)進(jìn)行冷處理，如在室溫下長期放置，γ相就變得十分穩(wěn)定了，以致冷處理后得不到好的效果。這就是R處理的工藝原理。如對鋼的強度要求不高時，可采用較低的調(diào)整溫度(760℃)以析出較多的碳化物，這時Ms點在70℃左右，因此調(diào)整處理后不需要冷處理了，只需冷至16℃以下保溫一定時間就可以完成馬氏體轉(zhuǎn)變。這就是T處理的工藝原理。

但由于T處理的調(diào)整溫度比R處理的溫度低，析出的碳化物較多，馬氏體所含的碳和其他合金元素較少，因此時效后其硬度比R處理的低。 3.3 冷變形（C處理） 17-7PH在進(jìn)行固溶處理之后，直接進(jìn)行大變形量的冷加工就能產(chǎn)生馬氏體轉(zhuǎn)變。為了在時效后得到較高的強度，一般需要50%以上的變形量。通常來說，這種處理在時效后得到的強度高，主要用于彈簧制品。 3.4 時效處理（H處理） 時效處理是一個強化的過程，其強化原因是由于溶解于馬氏體中的過飽和化合物，在時效時析出，因而引起強化。析出物是Ni-Al金屬間化合物。這種處理要根據(jù)所要求的強度、韌性、延伸率來選擇適當(dāng)?shù)臏囟龋ǔＴ?10℃～590℃之間進(jìn)行（其中冷變形后的時效溫度通常選480℃）。由于這種處理溫度稍有變動就會引起機械性能的顯著變化，因此需要嚴(yán)格的控制溫度，一般要保持在±6℃以內(nèi)。   4 結(jié)論 (1)根據(jù)中間處理的方法不同，可以把17-7PH的熱處理工藝分為三大類，即TH、RH和CH。 (2)17-7PH三種熱處理工藝采取不同的中間處理方法的目的都是為了完成馬氏體轉(zhuǎn)變。其中RH是通過提高M(jìn)s 點至室溫左右，然后進(jìn)行冷處理(通常是-68℃以下)完成馬氏體轉(zhuǎn)變。TH是通過提高M(jìn)s 點至70℃左右，然后冷至室溫以下(通常是16℃以下)完成馬氏體轉(zhuǎn)變。CH是通過冷變形而完成馬氏體轉(zhuǎn)變。 (3)一般來說CH處理后的強度高，RH處理后的強度次之，TH處理后的強度低。