维奥折向器是球阀部套中应用的重要部件，它在使用过程中需要承受很大的作用力。其成分与通用的13-4不锈钢成分一致，但其性能值要远远高于通用标准，而韧性指标下降不大，此次研究的目的是在调整一些成分的基础上，对热处理工艺进行研究，最终制定出合理的热处理工艺。

1.立项来源

维奥项目是我厂自行承揽的重大项目，该项目包括了球阀、活门及折向器等比较复杂的核心部件。为了能够圆满完成这次与维奥集团的合作，并为了以后进一步的发展打下一个良好的基础，对各种产品进行了论证及探讨，决定对维奥折向器的热处理进行研究。

2.技术难点

维奥折向器的材质与我厂通用的13-4不锈钢基本相似，成分差别不大。但是其性能值要求很高，屈服强度大于850MPa，抗拉强度在900～1100MPa之间，而且延伸率还不能小于12%。这就要求在提高强度的同时，还不能损失韧性，对于马氏体不锈钢来讲，非常不容易。而且马氏体不锈钢在475℃左右还是脆性区，在制定热处理工艺时还要避开该区域。但是为了达到韧性指标的要求，回火温度还不能太低，只能通过调整微量的元素来达到目标。

3．研究内容及分析

（1）折向器的技术标准

化学成分如表1所示，力学性能如表2所示。

（2）微调化学成分

为了达到强度和韧性的良好配合，对化学成分进行了相应的控制，通过对一些元素的加入量的多少来达到目的。

Ni含量控制：Ni在钢中是强化元素，在提高强度的同时不损失韧性，所以在冶炼时把Ni控制在4.5%左右。如果含量太高，强度指标将会超过上限控制，太低则韧性指标达不到要求。

Cr含量控制：Cr含量控制在12.5%左右，若太高则损失韧性，太低则损失强度。

Mo含量控制：Mo含量控制在0.5%左右，适当提高强度。

C含量控制：C含量控制在0.05～0.07%之间。

P、S含量控制：P、S含量尽量降低，防止铸件在清理过程中产生裂纹。

微调后化学成分如表3所示。

表3  微调后化学成分（%）

（3）热处理工艺参数的制定 在制定热处理工艺时，正火采用了1020℃±10℃，制定回火工艺时，充分考虑了高铬钢的475℃的脆性特性，将回火温度控制在了480～530℃之间，对此制定了两种（1^#、2^#）回火工艺，并对比效果，具体工艺如下：

正火：正火温度定在1020℃±10℃，冷却方式采用风冷，使得铸件在正火后可以获得一个较高的强度指标，在实际热处理时采用的温度为1020℃±5℃（见图1）。

回火：1^#方案是回火温度定为520℃±5℃保温5h后空冷和500℃±5℃保温5h后炉冷。2^#方案是回火温度定为490℃±5℃保温5h后空冷和490℃±5℃保温5h后炉冷。

（4）试验数据及分析

经过上述两种工艺处理的同一炉次的试棒得到的性能如表4所示。

表4  力学性能

从数据上可以看出，经所制定的两种工艺处理的试棒的延伸率都达到了维奥集团的技术标准。通过对比，第一种工艺处理后的试棒的性能值均符合维奥的技术要求；第二种工艺的抗拉强度指标超出了上限，达到了1290MPa，超出很多，而且延伸率指标也符合要求。这就说明了在控制成分的前提下，通过回火温度的调整，最终达到了折向器的技术要求。

热处理后的金相组织为板条状马氏体组织，如图2所示。

4.结语

实际生产的折向器，通过按照试验研究中制定的化学成分来进行冶炼，按制定的1#方案热处理工艺进行热处理。最终，这些炉次生产的折向器性能指标全部都达到了维奥公司的技术要求。通过试验和实际生产可以得出最佳的热处理工艺为： 1020℃±5℃保温4h后空冷，回火为520℃±5℃保温5h后空冷和500℃±5℃保温5h后炉冷。

更多知识请关注“伟迪生精密机电有限公司”公众号或登录本公司网址：http://www.weidisheng.cn