鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼有較好的耐腐蝕性,但是,不能通過熱處理方法調整機械性能,在應用上受到限制。馬氏體不銹鋼可以通過熱處理方法在較大范圍內調整機械性能,滿足強度、塑性、韌性的需要,但是,其耐腐蝕性卻不夠理想。所以人們在實踐中希望尋找到一種新型不銹鋼,它即能保持鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性,又具有馬氏體不銹鋼可通過熱處理方法調整機械性能的特征。
于是(shi),沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼最(zui)初與20世紀40年代研制出來(lai),是(shi)增加耐(nai)腐蝕性(xing)并通過沉(chen)淀(dian)硬化(hua)來(lai)提供(gong)強(qiang)度的(de)(de)高強(qiang)度不(bu)銹(xiu)鋼,被(bei)用(yong)(yong)于彈簧、飛機、火(huo)箭等。早在1934年美國(guo)人獲得(de)了沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼專(zhuan)利(li),20世紀40年代正(zheng)式(shi)用(yong)(yong)于軍(jun)工,后期推廣到民用(yong)(yong)。它們最(zui)重要(yao)的(de)(de)性(xing)能(neng),就是(shi)易于加工、高的(de)(de)強(qiang)度、較好(hao)的(de)(de)延性(xing)和優異的(de)(de)耐(nai)腐蝕性(xing)能(neng)。

20世紀60年(nian)代(dai)以(yi)后,一(yi)方面(mian)由于鋼種系列化,標準化;另一(yi)方面(mian)由于國際鎳公司成(cheng)功(gong)研制出馬氏體時(shi)效鋼,客觀上推動了(le)沉淀硬(ying)化不銹鋼強韌性的改善和提高,刺激了(le)超高強度不銹鋼的發展(zhan),在利用其特殊性能的各種用途中(zhong),它們(men)就越(yue)來越(yue)顯得重要。

沉淀(dian)硬(ying)化(hua)不銹鋼(gang)(gang)一般按其組(zu)織形態可分為(wei)四類:沉淀(dian)硬(ying)化(hua)馬氏(shi)(shi)體不銹鋼(gang)(gang)、沉淀(dian)硬(ying)化(hua)半奧氏(shi)(shi)體不銹鋼(gang)(gang)、沉淀(dian)硬(ying)化(hua)奧氏(shi)(shi)體不銹鋼(gang)(gang)、奧氏(shi)(shi)體-鐵素體型沉淀(dian)硬(ying)化(hua)不銹鋼(gang)(gang)。
常(chang)(chang)用(yong)的沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)硬化(hua)(hua)不(bu)銹鋼(gang)(gang)常(chang)(chang)冠以“PH”標(biao)注,所以沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)硬化(hua)(hua)不(bu)銹鋼(gang)(gang)也成為(wei)PH不(bu)銹鋼(gang)(gang)。如PH17-4(或17-4PH)為(wei)0Cr17Ni4Cu4Nb , PH17-7(或17-7PH)為(wei)0Cr17Ni7Al。在我過(guo)現有(you)標(biao)準中列出0Cr17Ni4Cu4Nb同馬(ma)氏體(ti)(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)硬化(hua)(hua)不(bu)銹鋼(gang)(gang),0Cr17Ni7Al屬于奧氏體(ti)(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)硬化(hua)(hua)不(bu)銹鋼(gang)(gang)。

1. 沉淀硬化馬氏(shi)體不銹鋼
從用量上,馬氏體(ti)(ti)型沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不銹鋼(gang)比其他(ta)類型使用得更多(duo)。由于它(ta)們在固溶-退(tui)火狀態(tai)的(de)硬(ying)度(du)較高,它(ta)們主要以棒材、圓材、線材和(he)大型鍛件的(de)形式使用,只(zhi)有極少量用作板材。對這(zhe)些(xie)合金中(zhong)奧氏體(ti)(ti)和(he)鐵素體(ti)(ti)是這(zhe)樣來平衡(heng)的(de),即在固溶熱處理和(he)冷(leng)卻(que)至室溫(wen)后,它(ta)們呈現(xian)馬氏體(ti)(ti)狀態(tai)。
自20世紀40年(nian)代以來(lai),馬(ma)氏體(ti)沉(chen)淀硬化不(bu)銹鋼已經發(fa)展成為完整的系列。為保證獲(huo)得良好(hao)(hao)的耐蝕(shi)性和(he)(he)(he)可焊性,馬(ma)氏體(ti)沉(chen)淀硬化不(bu)銹鋼中(zhong)含(han)碳量要低,一般在0.1%以下(xia),鉻含(han)量一般17%以上,并(bing)加入適量硬化元素(鎳、銅、鉬、鈦和(he)(he)(he)鋁等(deng))進(jin)行強化,使其在固溶退火處理時不(bu)形(xing)成鐵素體(ti)和(he)(he)(he)過量殘余奧氏體(ti),不(bu)降低馬(ma)氏體(ti)開始轉(zhuan)變溫度,同時能(neng)更(geng)好(hao)(hao)發(fa)揮沉(chen)淀硬化元素的強化效應,以彌補(bu)強度不(bu)足,并(bing)改(gai)善(shan)(shan)耐蝕(shi)性。從改(gai)善(shan)(shan)鋼材力學(xue)性能(neng)考(kao)慮,必須(xu)嚴格控制化學(xue)成分(fen)以減(jian)少(shao)鋼中(zhong)鐵素體(ti)和(he)(he)(he)殘余奧氏體(ti)含(han)量。這類鋼具有良好(hao)(hao)的耐蝕(shi)性和(he)(he)(he)抗氧化性,但合金含(han)量高,價格昂貴,目(mu)前應用在火箭和(he)(he)(he)導彈上,作為蒙(meng)皮材料(liao)。
2. 沉淀硬化(hua)半奧氏體不銹(xiu)鋼
這些合(he)金稱作半奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)型,是因為在(zai)退(tui)火(huo)(固溶處(chu)理(li))狀態下,它們基本是奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti),但通過簡(jian)單的熱處(chu)理(li)或者(zhe)形(xing)變(bian)(bian)(bian)熱處(chu)理(li),就不(bu)能轉變(bian)(bian)(bian)為馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)。為了制造(zao)這種合(he)金,對奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)和(he)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)之間(jian)的平衡(heng),必須保(bao)持(chi)非常嚴格的控制。奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)和(he)(或者(zhe))鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)量太高,奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)將趨(qu)穩定,而不(bu)轉變(bian)(bian)(bian)成(cheng)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)。奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)平衡(heng)值太低,退(tui)火(huo)狀態的穩定奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)將部分存留(liu),或者(zhe)不(bu)能產生完全(quan)的馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉變(bian)(bian)(bian)。
3. 沉淀硬化(hua)奧氏體不銹鋼
這是(shi)一種(zhong)添加碳(tan)(tan)、磷、氮、鋁、鈦、鈮、釩(fan)等(deng)元素使(shi)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物、氮化(hua)(hua)物、磷化(hua)(hua)物存在(zai)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)基體(ti)(ti)中析出進行強化(hua)(hua)的(de)鋼(gang)(gang)種(zhong),利用了與耐熱鋼(gang)(gang)相(xiang)同的(de)硬(ying)化(hua)(hua)機制。與奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)不(bu)(bu)同之(zhi)處在(zai)于通過不(bu)(bu)同類型沉淀相(xiang)使(shi)其(qi)獲得不(bu)(bu)同高溫溫度的(de)力學性能(neng)。
4. 奧氏體-鐵素(su)體型沉(chen)淀硬化不(bu)銹鋼
這(zhe)類(lei)鋼的基體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)為(wei)奧(ao)氏體(ti)(ti)和鐵素(su)體(ti)(ti)兩相組(zu)織(zhi),添加(jia)的沉淀(dian)硬化合(he)金元素(su)的特點是易溶(rong)于(yu)奧(ao)氏體(ti)(ti)而(er)不易溶(rong)于(yu)鐵素(su)體(ti)(ti),在(zai)固溶(rong)處(chu)理時過于(yu)溶(rong)于(yu)鐵素(su)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong),在(zai)時效(xiao)處(chu)理時從(cong)鐵素(su)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)析出,使(shi)(shi)鋼得到強(qiang)化,為(wei)了(le)保證這(zhe)類(lei)鋼中(zhong)(zhong)鐵素(su)體(ti)(ti)的穩定性,較多地(di)加(jia)入了(le)硅、鉬元素(su)。這(zhe)類(lei)鋼熱加(jia)工(gong)性不好,多作(zuo)為(wei)鑄(zhu)件使(shi)(shi)用。

