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(yu)是(shi),沉淀硬化(hua)不銹鋼最初(chu)與20世(shi)(shi)紀40年代研(yan)制出來,是(shi)增加(jia)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)并通(tong)過沉淀硬化(hua)來提供(gong)強度的(de)(de)高強度不銹鋼,被(bei)用于(yu)彈簧、飛機、火(huo)箭等。早在(zai)1934年美國人(ren)獲得了沉淀硬化(hua)不銹鋼專利,20世(shi)(shi)紀40年代正式用于(yu)軍工,后期推廣到民用。它(ta)們最重(zhong)要的(de)(de)性(xing)(xing)能,就是(shi)易于(yu)加(jia)工、高的(de)(de)強度、較好的(de)(de)延(yan)性(xing)(xing)和優(you)異的(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)能。

20世紀60年代以后,一方面(mian)(mian)由于鋼種系(xi)列化,標準化;另一方面(mian)(mian)由于國際鎳公司(si)成(cheng)功研(yan)制出(chu)馬氏體時效(xiao)鋼,客觀上推動(dong)了(le)沉淀硬化不(bu)銹鋼強(qiang)韌(ren)性的改善和提高,刺激了(le)超(chao)高強(qiang)度不(bu)銹鋼的發展,在利用其特(te)殊性能的各種用途中(zhong),它們就越來越顯得重(zhong)要。

沉(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)一般按其(qi)組織形態可分為四類(lei):沉(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)(hua)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)、沉(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)(hua)半奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)、沉(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)(hua)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)、奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)-鐵素體(ti)(ti)型沉(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。
常用的(de)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)硬(ying)化不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)常冠以“PH”標注,所以沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)硬(ying)化不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)也成為(wei)PH不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。如(ru)PH17-4(或(huo)17-4PH)為(wei)0Cr17Ni4Cu4Nb , PH17-7(或(huo)17-7PH)為(wei)0Cr17Ni7Al。在(zai)我過現有標準中列(lie)出(chu)0Cr17Ni4Cu4Nb同馬(ma)氏(shi)體沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)硬(ying)化不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),0Cr17Ni7Al屬(shu)于奧氏(shi)體沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)硬(ying)化不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。

1. 沉(chen)淀(dian)硬化馬氏(shi)體不(bu)銹鋼
從(cong)用(yong)量上,馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)型(xing)(xing)沉淀(dian)硬化不(bu)銹(xiu)鋼比其他類型(xing)(xing)使(shi)用(yong)得更多。由(you)于它們在固(gu)溶(rong)-退火狀態(tai)的硬度(du)較高,它們主要以棒(bang)材(cai)、圓材(cai)、線材(cai)和(he)大型(xing)(xing)鍛(duan)件的形(xing)式使(shi)用(yong),只有極少(shao)量用(yong)作板材(cai)。對這(zhe)些(xie)合金(jin)中奧氏體(ti)(ti)(ti)和(he)鐵素體(ti)(ti)(ti)是(shi)這(zhe)樣來平(ping)衡的,即在固(gu)溶(rong)熱(re)處(chu)理和(he)冷卻至室溫后,它們呈(cheng)現馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)狀態(tai)。
自(zi)20世紀40年代以來(lai),馬(ma)氏體沉(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)已經(jing)發(fa)展成(cheng)為(wei)完整的系列。為(wei)保證獲得良好(hao)的耐蝕(shi)性和(he)(he)(he)(he)可焊性,馬(ma)氏體沉(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)中含(han)(han)碳量要低,一般在0.1%以下,鉻含(han)(han)量一般17%以上(shang),并加入(ru)適量硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)元素(su)(鎳、銅(tong)、鉬、鈦和(he)(he)(he)(he)鋁等)進行(xing)強化(hua)(hua)(hua)(hua),使其在固(gu)溶退火處(chu)理時不形成(cheng)鐵(tie)素(su)體和(he)(he)(he)(he)過量殘余奧氏體,不降(jiang)低馬(ma)氏體開始轉變溫度,同時能更好(hao)發(fa)揮沉(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)元素(su)的強化(hua)(hua)(hua)(hua)效應,以彌補(bu)強度不足,并改善(shan)耐蝕(shi)性。從改善(shan)鋼(gang)材(cai)(cai)力學(xue)性能考慮,必須嚴格控制化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分以減少鋼(gang)中鐵(tie)素(su)體和(he)(he)(he)(he)殘余奧氏體含(han)(han)量。這類鋼(gang)具有良好(hao)的耐蝕(shi)性和(he)(he)(he)(he)抗氧化(hua)(hua)(hua)(hua)性,但合金含(han)(han)量高(gao),價格昂貴,目前應用在火箭和(he)(he)(he)(he)導彈上(shang),作為(wei)蒙皮材(cai)(cai)料。
2. 沉淀(dian)硬(ying)化(hua)半奧氏體不銹鋼(gang)
這些合金(jin)稱作(zuo)半奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)型,是(shi)因為在退火(固(gu)溶處(chu)理(li))狀(zhuang)態下,它們基本是(shi)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti),但通(tong)過簡(jian)單的(de)熱(re)(re)處(chu)理(li)或者(zhe)形變熱(re)(re)處(chu)理(li),就不能(neng)轉變為馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)。為了(le)制造這種合金(jin),對(dui)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)和(he)鐵素體(ti)(ti)(ti)之間的(de)平(ping)衡(heng),必須保持非常嚴格(ge)的(de)控制。奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)和(he)(或者(zhe))鐵素體(ti)(ti)(ti)量太高,奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)將(jiang)趨穩(wen)定,而不轉變成馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)。奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)平(ping)衡(heng)值太低(di),退火狀(zhuang)態的(de)穩(wen)定奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)將(jiang)部分(fen)存留,或者(zhe)不能(neng)產生(sheng)完全的(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)轉變。
3. 沉淀硬化奧氏體不銹鋼
這是一種(zhong)添加碳(tan)、磷(lin)、氮(dan)、鋁、鈦、鈮(ni)、釩(fan)等元素(su)使碳(tan)化物(wu)、氮(dan)化物(wu)、磷(lin)化物(wu)存在奧氏體(ti)基體(ti)中(zhong)析出(chu)進行強化的(de)(de)鋼種(zhong),利用了(le)與(yu)耐熱(re)鋼相(xiang)同的(de)(de)硬化機制。與(yu)奧氏體(ti)的(de)(de)不同之處在于(yu)通過不同類(lei)型沉(chen)淀相(xiang)使其獲得(de)不同高溫(wen)溫(wen)度的(de)(de)力學性能(neng)。
4. 奧(ao)氏體-鐵素體型沉淀硬(ying)化不銹鋼
這(zhe)類(lei)鋼的(de)基體(ti)(ti)(ti)組織(zhi)為奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)和鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)兩相組織(zhi),添(tian)加的(de)沉淀硬(ying)化合(he)金元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)特點是易溶(rong)(rong)于奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)而不易溶(rong)(rong)于鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti),在固溶(rong)(rong)處理時(shi)過于溶(rong)(rong)于鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)中(zhong),在時(shi)效處理時(shi)從鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)析出,使鋼得(de)到強化,為了保證這(zhe)類(lei)鋼中(zhong)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)穩定(ding)性(xing),較多(duo)地加入了硅、鉬(mu)元(yuan)(yuan)素(su)(su)。這(zhe)類(lei)鋼熱(re)加工(gong)性(xing)不好,多(duo)作(zuo)為鑄件使用。

