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1RK91(12Cr-9Ni-4Mo-2Cu(wt%))马氏体时效不锈钢的C含量低于0.01%,通过1000～1200℃固溶以及随后400～500℃时效处理,在马氏体基体中时效析出沉淀硬化相,保证在获得3000MPa的高强度下仍具有良好的塑性和优异的断裂韧性;同时它还具有优良的可加工性能和焊接性能,较好的耐腐蚀和抗过时效性等。正因为1RK91马氏体时效不锈钢具有如此优异的综合性能,国外首先被用于医用缝合针、手术刀片等外科医疗器械。Ti是该钢的主要硬化相形成元素,国外研究者们对1RK91在时效过程中的析出物做了大量的研究,但其中的Ti含量对合金组织和性能的影响尚未见系统的研究报道。本研究正是针对这个问题而展开的,期望研究结果对合金元素在材料中的合理使用,以及该钢在医疗器械方面的应用等方面具有指导价值。本文熔炼了不同Ti含量的00Cr12Ni9Mo4Cu2马氏体时效不锈钢,并对固溶处理的试样进行了冷加工变形和不同的时效处理制度,通过金相观察、维氏硬度测试、X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS),研究了冷加工变形和时效工艺对其组织和硬度的影响,进而确定钢的最佳热处理制度。金相、SEM、EDS、XRD等分析表明,经过1100℃固溶处理的不同Ti含量00Cr12Ni9Mo4Cu2马氏体时效不锈钢的晶粒尺寸随钛含量的升高而减小,淬火后得到板条状马氏体和少量残余奥氏体组织,残奥的体积分数随钛含量的升高而增大。低钛合金在1100℃下固溶完全转变成奥氏体组织,1.5Ti合金有少量δ铁素体残留,且δ铁素体内的Cr、Mo、Ti含量均高于基体成分含量,Ni含量则远低于基体成分含量。显微硬度测试表明,经75%轧制处理后的不同Ti含量合金硬度增加△HV(72～103),且轧制前后的硬度均随钛含量增大而增大;时效处理对00Cr12Ni9Mo4Cu马氏体时效不锈钢硬度的贡献△HV(165～300)远远大于冷加工对硬度的贡献△HV(72～103)。经450～500℃之间时效后硬度随Ti含量的升高而不断增加,此马氏体时效不锈钢每增加1%Ti,硬度值平均增加△HV为115。不同Ti含量试样都在短时间(5min)内时效硬度迅速获得提高,之后稳定一段时间,延长时效时间硬度又略有提高,在48小时取得硬度最大值。低Ti合金(0～1.0Ti)的最佳时效温度是475℃,中高Ti合金(1.0～1.5Ti)的最佳时效温度是450℃。