158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼是碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)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(xì)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(fù)雜、經(jīng)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(xué)成分
158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼的化學(xué)成分見表4-124。
二、臨界點
Ac1≈810℃、Ac3≈1200℃、Ar1≈760℃、Ms≈185℃。
三、熱加工
158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼鍛造工藝規(guī)范見表4-125。
由于158Cr12MoV(1Cr12MoV)鋼屬于萊氏體鋼,鋼中碳化物偏析。為了改善碳化物的不均勻,在加工前必須鍛造或改鍛,鍛造實際操作時一定要嚴(yán)格執(zhí)行鍛造工藝規(guī)范,其關(guān)鍵在于毛坯加熱溫度及保溫時間。溫度低、時間短、透燒不足或變形抗力太大,會產(chǎn)生鍛件內(nèi)裂或裂紋;而加熱溫度過高,會使毛坯過熱或過燒,導(dǎo)致鍛打碎裂而報廢;保溫時間長,會造成晶粒長大及表面嚴(yán)重脫碳。加熱時要先預(yù)熱,再逐漸升溫,注意工件放置的位置要適當(dāng),且應(yīng)注意翻料,以便均勻加熱。
鍛打時堅持多向鐓拔,反復(fù)鐓粗、拔長,將網(wǎng)狀碳化物和共晶碳化物打碎,消除碳化物的不均勻性。鍛后應(yīng)注意緩冷并及時退火。
四、預(yù)備熱處理
預(yù)備熱處理的過程如下:
1. 鍛后一般退火:加熱溫度為850~870℃,保溫4~5h,爐冷至500℃以下出爐空冷,退火后硬度≤229HBW,組織為粒狀珠光體+碳化物。
2. 鍛后等溫退火:加熱溫度為850~870℃,保溫1~2h;爐冷至720~750℃,保溫3~4h,爐冷至550℃以下出爐空冷。退火后硬度為207~255HBW,組織為細(xì)珠光體+碳化物。
3. 高溫回火:加熱溫度為760~790℃,保溫2~3h,爐冷或空冷,硬度為207~255HBW。
五、淬火及回火
具體分述如下:
1. 推薦淬火規(guī)范見表4-126。
2. 回火規(guī)范見表4-127,不同回火溫度與硬度的關(guān)系見表4-128。
3. 不同加熱和冷卻條件下的硬度與淬火溫度的關(guān)系見表4-129。
4. 等溫淬火
1030℃加熱保溫后,在250~280℃溫度下的硝鹽中等溫一段時間后空冷,可以獲得下貝氏體+馬氏體+殘留奧氏體+碳化物的混合組織,然后再經(jīng)過適當(dāng)溫度回火,即可獲得滿意的性能。等溫淬火的最大優(yōu)點,就在于不降低工件強(qiáng)度的同時,能大幅度提高模具的韌性,工件的使用壽命一般可以提高30%~50%。
5. 固溶雙細(xì)化工藝
完全利用熱處理方法,使碳化物細(xì)化、棱角圓整化,同時使奧氏體晶粒超細(xì)化,其主要的工藝措施是高溫固溶和循環(huán)細(xì)化。高溫固溶可以改善碳化物的形態(tài)和粒度。循環(huán)細(xì)化的目的在于使奧氏體晶粒超細(xì)化。現(xiàn)將158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼固溶雙細(xì)化工藝簡述如下;
固溶處理是將零件粗加工后在高溫加熱固溶,加熱溫度為1100~1150℃(加熱過程中預(yù)熱兩次),保溫一段時間后可直接淬入熱油或等溫處理后轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愂象w+馬氏體的復(fù)合組織。回火溫度為750℃,保溫1h,組織為細(xì)片狀珠光體為基體的原始組織。
雙細(xì)化工藝是在最終熱處理前再增加一次低溫淬火,加熱溫度為960℃,油冷淬火,300℃左右出油空冷。
經(jīng)固溶雙細(xì)化后,158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼的沖擊韌度可以成倍提高,零件的使用壽命可以翻幾番,工序雖然增加,單位成本有所上升,但總的經(jīng)濟(jì)效益仍然很高。