控制高弹性合金2Cr19Ni9Mo性能的工艺关键

高弹性合金2Cr19Ni9Mo是在18-8型不诱钢的基础上发展起来的新钢种，属于一种高强度奥氏体不锈钢，由于它具有高弹性、高强度、耐腐蚀、抗氧化、无磁、价格便宜等优点而得到广泛使用。这种钢热轧后一般要经固溶处理-冷轧-时效处理后付诸使用。由于该钢应用时间较短，生产工艺尚不十分稳定，有时会出现塑性不好或强度不够等问题，因此，研究和掌握影响其性能的工艺关键十分重要。

一，固溶处理

东北大学的研究发现，该钢使用状态下塑性不好很可能与固溶处理的工艺制度不当有关。试验表明，固溶温度在1100°C以下时，奥氏体晶粒内部及晶界上均有大量未溶碳化物存在，随着固溶温度的升高，碳化物数量减少，奥氏体晶粒尺寸增大。当固溶温度在1150~1180℃范围内时，碳化物已充分溶解，而奥氏体晶粒尚未过分粗大。在更高的温度1250℃固溶时，虽然碳化物已趋于全部溶解，但奥氏体晶粒变得非常粗大，且伴有一定的δ铁素体析出。从固溶态力学性能看，随固溶温度的升高，抗拉强度降低，延伸率升高。但对经过85%压下量的冷轧后的试样来说，虽然强度与塑性随固溶温度的变化仍然是随着固溶温度升高，强度降低、塑性增加，但是不同固溶温度试样的差别很小。这说明，随着固溶温度的升高，冷变形后强度提高的幅度增大。例如1100℃固溶处理时，冷变形后强度较固溶态增加778MPa，而1180℃固溶处理后要增加837MPa，且后者的塑性较好。综合起来看，2Cr19Ni9Mo钢采用1150~1180℃固溶处理后再经适当冷变形，既能满足强度要求又能满足塑性要求。

二，后继热处理

该钢一般是在冷变形状态下供货，并经冷变形制成零件。在冷变形状态下进行适当的热处理，可以显著提高材料的综合力学性能。河南平高集团有限公司进行了回火处理的试验。他们发现，在相同保温时间下，2Cr19Ni9Mo冷拉不锈钢丝的硬度随着回火温度上升而上升。在回火温度低于420℃时，钢丝硬度的提高速度相对较慢，温度高于420℃时，钢丝硬度的提高速度相对较快。但当回火温度超过480℃后，钢丝的硬度开始下降。2Cr19Ni9Mo钢丝冷变形状态下的硬度约为407HV，保温时间从1小时增加到4小时，在380℃和420℃温度下处理的钢丝硬度稳定在450~470HV内。在460℃和500℃温度下处理的钢丝硬度则基本处于470~490HV内。经过480℃保温2h回火后，钢丝的硬度提高至485HV，相比冷变形态提高了约19%。抗拉强度的变化情况与硬度的变化情况相似。综合分析硬度和强度后发现，在380~420℃和460~500℃温度区间回火后的2Cr19Ni9Mo冷拉钢丝，无论是硬度还是抗拉强度的分布均比较稳定，可以根据对于初应力及高温稳定性的不同要求选择380~420℃、保温1.5~2小时或460~500℃、保温2~3小时的热处理制度。