不銹鋼法蘭沉淀硬化原理及過程

　　1. 不銹鋼法蘭沉淀硬化的機理是共格理論：在特定條件下，溶質(zhì)原子在特定晶面上偏聚，形成薄層并與基體點陣共格，兩種晶格相互協(xié)調(diào)，點陣間距差引發(fā)基體應(yīng)變，產(chǎn)生硬化效果。沉淀硬化在有些合金鋼中又稱為時效硬化或時效強化。在特定溫度區(qū)間進行時效處理，析出沉淀硬化質(zhì)點;溫度繼續(xù)升高，質(zhì)點長大，共格應(yīng)變隨之增大，達到臨界值時導致滑移和剪切應(yīng)變，共格應(yīng)力得到釋放，硬化效果減小，稱為過時效。

　　獲得沉淀硬化相的基本條件是：鋼中應(yīng)含有一種或多種在基體中溶解度可變，或可引發(fā)顯微組織結(jié)構(gòu)變化的合金元素，通過適當?shù)臒崽幚?，使該元素以碳化物、氮化物或金屬間化合物的形式析出，這些合金元素稱為沉淀強化元素。目前廣泛應(yīng)用的沉淀強化元素有：Al、Ti、Nb、V、Zr、Cu、W、Mo、Si、N、B等。可能形成的沉淀硬化相分為兩類：一類是A1、Ti、V、Nb、Zr、Cr、Mo、W的碳、氮、硼化合物;另一類是金屬間化合物。到底形成哪種沉淀硬化相，主要取決于合金元素的原子半徑和其在基體中的溶解度，半徑較小的碳原子、氮原子和硼原子會進入到過渡金屬晶體的間隙中，當碳、氮、硼的含量小于過渡金屬溶解度時會形成相應(yīng)的化合物：碳化物、氮化物和硼化物，原金屬晶格不發(fā)生變化;當碳、氮、硼的含量大于過渡金屬溶解度時則會形成金屬間化合物(或間隙化合物)，原金屬晶格也就發(fā)生了變化。原子半徑大于130pm的過渡金屬才能與碳、氮、硼形成間隙化合物，其共同特點是：不透明，有金屬光澤，熔點極高，硬度大，導電、導熱性能較好，有良好化學穩(wěn)定性，但比較脆。沉淀硬化不銹鋼法蘭和超馬氏體不銹鋼的碳含量一般比較低，主要依靠析出金屬間化合物來強化。

　　2. 不銹鋼法蘭的沉淀硬化處理通常描述為三個階段。

　　第一個階段 ，使鋼奧氏體化，以便在冷卻過程中形成馬氏體。而對于沉淀硬化鋼，這一階段還需要銅及合金碳化物溶解，形成時效硬化(沉淀硬化)條件。

　　第二階段，將鋼迅速地從奧氏體溫度冷至27℃以下。

　　第三階段，時效硬化(因為銅及合金碳化物的析出又叫沉淀硬化)階段。這一階段進一步增加馬氏體的強度和硬度。時效溫度不可太高，以免材料發(fā)生過“時效”現(xiàn)象，即材料塑性增加，強度下降。正是這一階段，通過適當?shù)募訜岷屠鋮s可以改變合金的性能這一事實，使得沉淀硬化不銹鋼法蘭處理成為可能。