超固溶熱處理

《材料科學(xué)技術(shù)名詞》第一版2100433B

對對"_blank" href="/item/高溫合金/2378143" data-lemmaid="2378143">高溫合金熱處理時，將固溶溫度設(shè)定在相"sup--normal" data-sup="1" data-ctrmap=":1,"> [1]

通過固溶處理鉻鎳不銹鋼將高溫組織在室溫下固定下來獲得被碳過飽和的奧氏體，以改善鉻鎳不銹鋼的耐腐蝕性。此外，它還能提高鉻鎳不銹鋼的塑性和韌性。

保持足夠長的時間，使一種或幾種相(一般為金屬間化合物)溶入固溶體中，然后快速冷卻到室溫的金屬熱處理操作，簡稱固溶處理。經(jīng)過固溶熱處理的合金，其組織可以是過飽和固溶體或通常只存在于高溫的一種固溶體相，因此在熱力學(xué)上處于亞穩(wěn)態(tài)，在適當(dāng)?shù)臏囟然驊?yīng)力條件下會發(fā)生脫溶或其他轉(zhuǎn)變。

有些書刊中，常常把固溶熱處理看作是含義更廣泛的“淬火”的一種形式，這是因?yàn)楣倘軣崽幚砉に嚥扇】焖倮鋮s的操作。在一般情況下，固溶熱處理是一種預(yù)先熱處理，它的作用是為合金隨后的熱處理準(zhǔn)備最佳條件。因此，不同合金的固溶熱處理，盡管在操作上基本相同，但是其目的卻可以有很大的差異。下面用三個典型實(shí)例對此加以說明。

①鋁銅二元系中，銅在鋁中的固溶度隨溫度有顯著的變化（圖1），548℃時為5.65%，而在250℃時則僅為0.1～0.2%。含4%銅的鋁銅二元合金在退火狀態(tài)下的組織為鋁基α固溶體和比較粗大的θ(CuAl2)相顆粒，此合金經(jīng)過固溶處理，即加熱到α單相區(qū)內(nèi)，保持足夠長的時間，使θ相溶解，得到基本上是均勻的固溶體，然后快冷，可以在室溫得到過飽和的α固溶體。經(jīng)過在室溫放置一段時間后，由于過飽和固溶體脫溶分解，合金的硬度和強(qiáng)度明顯提高，這一過程又稱自然時效。許多能夠產(chǎn)生沉淀硬化的工業(yè)鋁合金（如 Al-Cu-Mg、Al-Mg-Si、Al-Zn-Mg-Cu等合金系的合金），其最終熱處理都要先進(jìn)行固溶處理，然后根據(jù)合金的特性及使用要求，再進(jìn)行自然時效、人工時效或更復(fù)雜的處理（如分級時效等）。

②含 1.2%碳、13%錳的Mn13高錳鋼（即Hadfield鋼）經(jīng)過固溶處理，即加熱到1050～1100℃，保持足夠長的時間，使碳化物M3C溶入奧氏體（圖2），然后淬入水中，可以在室溫得到單相奧氏體組織，其硬度值很低（約為HB200），但是具有很高的加工硬化能力以及優(yōu)良的耐磨性和韌性。應(yīng)用這種鋼制造的鐵路道岔，其磨損面經(jīng)使用過程中的加工硬化，硬度值可增加到HB495～535。

③含0.07%碳、17%鉻、7%鎳、1.15%鋁的17-7PH沉淀硬化不銹鋼，經(jīng)過固溶處理，即加熱到1065℃，保持?jǐn)?shù)分鐘，然后在空氣中冷卻，可以在室溫得到單相奧氏體組織，具有良好的塑性和成形性。隨后進(jìn)行調(diào)整處理及深冷處理，即加熱到955℃，保持10分鐘，在空氣中冷卻到室溫，再冷卻到-73℃，保持8小時，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，最后在510℃進(jìn)行時效處理1小時，使金屬間化合物NiAl析出，產(chǎn)生沉淀硬化。與固溶處理后相比，屈服強(qiáng)度由275兆帕（1兆帕≈10.2千克力/厘米2）提高到1520兆帕，抗拉強(qiáng)度由900兆帕提高到1620兆帕，伸長率由35%降低到6%（見金屬的強(qiáng)化）。 2100433B

將固溶溫度設(shè)定在將"sup--normal" data-sup="1" data-ctrmap=":1,"> [1]