158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼是碳質量分數高達1.45%~1.70%的馬氏體不銹耐熱鋼,鋼中加入Mo、V,Mo能減輕碳化物偏析并提高淬透性,V能細化晶粒,增加韌性。該鋼具有高淬透性,斷面在400mm以下可以完全淬透,在300~400℃仍可保持良好的硬度和耐磨性,淬火時體積變化量小,又有高的耐磨性和良好的綜合性能,所以可以制造斷面大、形狀復雜、經常承受較大沖擊的各種模具,并可作為航空用不銹耐熱鋼棒材。
一、化學成分
158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼的化學(xue)成分見表4-124。
二、臨(lin)界點
Ac1≈810℃、Ac3≈1200℃、Ar1≈760℃、Ms≈185℃。
三、熱加工(gong)
158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹(xiu)鋼鍛造工藝規(gui)范見表4-125。
由于(yu)158Cr12MoV(1Cr12MoV)鋼(gang)屬于(yu)萊氏體鋼(gang),鋼(gang)中碳(tan)化物偏析。為了改善碳(tan)化物的不(bu)均勻,在加(jia)(jia)工(gong)前必須(xu)鍛(duan)造或改鍛(duan),鍛(duan)造實(shi)際操(cao)作時(shi)一定(ding)要(yao)嚴格(ge)執行鍛(duan)造工(gong)藝規(gui)范(fan),其關鍵在于(yu)毛坯(pi)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)及(ji)保溫(wen)時(shi)間。溫(wen)度(du)(du)低、時(shi)間短、透燒不(bu)足或變形抗力太大,會(hui)產生鍛(duan)件內裂(lie)或裂(lie)紋;而加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)過(guo)高,會(hui)使(shi)毛坯(pi)過(guo)熱(re)或過(guo)燒,導致(zhi)鍛(duan)打碎裂(lie)而報廢;保溫(wen)時(shi)間長,會(hui)造成晶粒長大及(ji)表面嚴重脫碳(tan)。加(jia)(jia)熱(re)時(shi)要(yao)先(xian)預熱(re),再逐漸升溫(wen),注(zhu)意(yi)(yi)工(gong)件放(fang)置的位置要(yao)適(shi)當(dang),且(qie)應注(zhu)意(yi)(yi)翻料,以(yi)便(bian)均勻加(jia)(jia)熱(re)。
鍛打時堅持多向鐓拔,反(fan)復鐓粗、拔長,將網狀碳化(hua)物(wu)和共晶碳化(hua)物(wu)打碎,消除碳化(hua)物(wu)的不均勻性。鍛后應注意緩(huan)冷并及時退火。
四(si)、預備熱處理
預備熱處理的過程如(ru)下:
1. 鍛后一般(ban)退火:加熱(re)溫(wen)度為(wei)850~870℃,保溫(wen)4~5h,爐(lu)冷至500℃以(yi)下出爐(lu)空冷,退火后硬度≤229HBW,組織(zhi)為(wei)粒狀珠(zhu)光(guang)體+碳化(hua)物(wu)。
2. 鍛(duan)后等溫(wen)退火:加熱溫(wen)度為(wei)850~870℃,保溫(wen)1~2h;爐冷至720~750℃,保溫(wen)3~4h,爐冷至550℃以下出(chu)爐空冷。退火后硬度為(wei)207~255HBW,組織為(wei)細珠光體+碳化(hua)物。
3. 高(gao)溫(wen)回火:加(jia)熱溫(wen)度(du)為760~790℃,保(bao)溫(wen)2~3h,爐冷或空冷,硬度(du)為207~255HBW。
五、淬火及回火
具體分(fen)述如下:
1. 推薦淬火規(gui)范見(jian)表4-126。
2. 回火規范見表(biao)4-127,不同回火溫度與硬(ying)度的關系見表(biao)4-128。
3. 不同(tong)加熱和冷卻(que)條件下的(de)硬度(du)與淬火(huo)溫(wen)度(du)的(de)關系(xi)見表(biao)4-129。
4. 等溫淬火
1030℃加熱保(bao)溫后,在(zai)250~280℃溫度(du)下的(de)硝鹽中(zhong)等(deng)溫一段時(shi)間后空冷,可(ke)以獲得(de)下貝氏(shi)體(ti)+馬氏(shi)體(ti)+殘留奧氏(shi)體(ti)+碳化物的(de)混(hun)合組織,然后再經過適當溫度(du)回(hui)火,即可(ke)獲得(de)滿(man)意的(de)性(xing)能。等(deng)溫淬火的(de)最(zui)大優點,就在(zai)于不降低工件強(qiang)度(du)的(de)同時(shi),能大幅(fu)度(du)提(ti)高模具的(de)韌性(xing),工件的(de)使用壽命(ming)一般可(ke)以提(ti)高30%~50%。
5. 固溶雙細化(hua)工藝(yi)
完(wan)全利用(yong)熱處理方法,使(shi)碳化(hua)物細化(hua)、棱角圓整化(hua),同時使(shi)奧氏(shi)體晶(jing)粒超細化(hua),其主要的工藝(yi)措(cuo)施是高(gao)溫固溶和(he)循環細化(hua)。高(gao)溫固溶可以改善碳化(hua)物的形態和(he)粒度。循環細化(hua)的目的在于使(shi)奧氏(shi)體晶(jing)粒超細化(hua)。現將158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹(xiu)鋼固溶雙細化(hua)工藝(yi)簡述如下(xia);
固溶(rong)處(chu)理(li)是將零件粗加工后(hou)在(zai)高溫加熱(re)固溶(rong),加熱(re)溫度為1100~1150℃(加熱(re)過程中(zhong)預熱(re)兩次),保(bao)溫一段時間后(hou)可直(zhi)接淬入(ru)熱(re)油(you)或等(deng)溫處(chu)理(li)后(hou)轉(zhuan)變為下貝氏(shi)體+馬氏(shi)體的(de)復合組織(zhi)。回(hui)火(huo)溫度為750℃,保(bao)溫1h,組織(zhi)為細片狀珠(zhu)光體為基(ji)體的(de)原始組織(zhi)。
雙細化(hua)工藝是在最終熱(re)處理前再增加(jia)一次(ci)低溫(wen)淬(cui)火,加(jia)熱(re)溫(wen)度為960℃,油冷淬(cui)火,300℃左右出油空冷。
經固溶雙細化(hua)后,158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼的(de)沖擊韌度可(ke)以成(cheng)倍提高,零(ling)件的(de)使用壽命可(ke)以翻(fan)幾番,工(gong)序雖(sui)然增加,單位成(cheng)本有所(suo)上(shang)升,但總的(de)經濟效益仍然很高。