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(shí)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(diǎn)


   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(shí)際操作時(shí)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(shí)間。溫度低、時(shí)間短、透燒不足或變形抗力太大,會(huì)產(chǎn)生鍛件內(nèi)裂或裂紋;而加熱溫度過高,會(huì)使毛坯過熱或過燒,導(dǎo)致鍛打碎裂而報(bào)廢;保溫時(shí)間長(zhǎng),會(huì)造成晶粒長(zhǎng)大及表面嚴(yán)重脫碳。加熱時(shí)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(shí)堅(jiān)持多向鐓拔,反復(fù)鐓粗、拔長(zhǎng),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(shí)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(shí)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(diǎn),就在于不降低工件強(qiáng)度的同時(shí),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(shí)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?,F(xiàn)將158Cr12MoV(1Cr12MoV)不銹鋼固溶雙細(xì)化工藝簡(jiǎn)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(shí)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?;鼗饻囟葹?50℃,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。





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