鐵素(su)體不(bu)銹鋼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)(yu)是(shi),沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼最初與(yu)20世紀(ji)40年(nian)代(dai)研制出來(lai),是(shi)增加(jia)耐腐(fu)蝕性(xing)并通過(guo)沉(chen)淀(dian)硬化(hua)來(lai)提供強度(du)的(de)高強度(du)不(bu)銹(xiu)鋼,被用于(yu)(yu)彈(dan)簧、飛機、火箭等。早(zao)在1934年(nian)美(mei)國人獲得了沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼專(zhuan)利,20世紀(ji)40年(nian)代(dai)正(zheng)式用于(yu)(yu)軍工,后期推廣(guang)到民用。它們最重要的(de)性(xing)能,就(jiu)是(shi)易于(yu)(yu)加(jia)工、高的(de)強度(du)、較好的(de)延性(xing)和(he)優異(yi)的(de)耐腐(fu)蝕性(xing)能。


彈簧.jpg


  20世紀60年(nian)代以后,一(yi)方(fang)面(mian)由(you)于(yu)(yu)鋼(gang)(gang)種系列(lie)化(hua)(hua),標準化(hua)(hua);另(ling)一(yi)方(fang)面(mian)由(you)于(yu)(yu)國(guo)際鎳(nie)公司成功研制出馬氏體時效鋼(gang)(gang),客觀(guan)上(shang)推動(dong)了沉淀硬化(hua)(hua)不銹鋼(gang)(gang)強韌性(xing)的(de)(de)改善和提高,刺激了超高強度不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)發展,在利用其(qi)特殊性(xing)能的(de)(de)各種用途中,它們就越(yue)來越(yue)顯得重(zhong)要。


鉬板.jpg


 沉淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)(ying)(ying)化不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼一般按(an)其組織形(xing)態可(ke)分為四類(lei):沉淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)(ying)(ying)化馬氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼、沉淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)(ying)(ying)化半奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼、沉淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)(ying)(ying)化奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼、奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)-鐵素體(ti)(ti)型沉淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)(ying)(ying)化不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼。


  常用的沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)常冠以“PH”標(biao)注,所以沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)也(ye)成(cheng)為(wei)PH不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。如PH17-4(或17-4PH)為(wei)0Cr17Ni4Cu4Nb , PH17-7(或17-7PH)為(wei)0Cr17Ni7Al。在我過(guo)現有標(biao)準中(zhong)列出0Cr17Ni4Cu4Nb同馬氏體(ti)沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼(gang),0Cr17Ni7Al屬于奧氏體(ti)沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。




PH不銹鋼.jpg


 1. 沉淀硬化馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼


  從用量上,馬(ma)氏(shi)體(ti)型(xing)沉(chen)淀硬化不銹(xiu)鋼比其他類(lei)型(xing)使(shi)用得更多。由于(yu)它們在固(gu)溶(rong)-退火狀態(tai)的硬度較(jiao)高,它們主要以棒材(cai)、圓材(cai)、線材(cai)和大型(xing)鍛件的形(xing)式使(shi)用,只有極少量用作板(ban)材(cai)。對這些合(he)金中奧氏(shi)體(ti)和鐵素體(ti)是這樣來(lai)平(ping)衡的,即(ji)在固(gu)溶(rong)熱處理和冷卻(que)至室溫后,它們呈(cheng)現馬(ma)氏(shi)體(ti)狀態(tai)。


 自(zi)20世(shi)紀40年代以(yi)來(lai),馬(ma)氏體(ti)沉淀(dian)硬化(hua)(hua)(hua)不(bu)銹鋼已經發(fa)展成(cheng)為完整的系列(lie)。為保(bao)證獲得良(liang)好的耐蝕性和可焊性,馬(ma)氏體(ti)沉淀(dian)硬化(hua)(hua)(hua)不(bu)銹鋼中含(han)(han)(han)碳量(liang)要低,一(yi)(yi)般在(zai)0.1%以(yi)下,鉻含(han)(han)(han)量(liang)一(yi)(yi)般17%以(yi)上,并加入適量(liang)硬化(hua)(hua)(hua)元(yuan)素(su)(鎳、銅、鉬、鈦和鋁等)進(jin)行強(qiang)化(hua)(hua)(hua),使(shi)其在(zai)固溶退火處理時(shi)不(bu)形成(cheng)鐵素(su)體(ti)和過(guo)量(liang)殘余(yu)奧氏體(ti),不(bu)降(jiang)低馬(ma)氏體(ti)開(kai)始轉變溫度,同(tong)時(shi)能更好發(fa)揮沉淀(dian)硬化(hua)(hua)(hua)元(yuan)素(su)的強(qiang)化(hua)(hua)(hua)效應(ying),以(yi)彌補強(qiang)度不(bu)足,并改(gai)善(shan)耐蝕性。從改(gai)善(shan)鋼材力學(xue)性能考慮,必須(xu)嚴格控制(zhi)化(hua)(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分以(yi)減少鋼中鐵素(su)體(ti)和殘余(yu)奧氏體(ti)含(han)(han)(han)量(liang)。這類鋼具有良(liang)好的耐蝕性和抗氧化(hua)(hua)(hua)性,但合金含(han)(han)(han)量(liang)高,價(jia)格昂貴,目前(qian)應(ying)用在(zai)火箭和導彈上,作(zuo)為蒙皮材料。


  2. 沉淀硬化半奧氏體不銹鋼  


   這(zhe)些合金(jin)稱作半奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體型,是因(yin)為(wei)在退火(固溶處(chu)理(li))狀(zhuang)態下,它們基本是奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體,但通過簡(jian)單的(de)熱處(chu)理(li)或(huo)者形變(bian)熱處(chu)理(li),就不能(neng)轉變(bian)為(wei)馬氏(shi)(shi)(shi)體。為(wei)了(le)制(zhi)(zhi)造這(zhe)種(zhong)合金(jin),對(dui)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體和鐵(tie)(tie)素體之間的(de)平衡(heng)(heng),必須保持非常(chang)嚴(yan)格的(de)控制(zhi)(zhi)。奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體和(或(huo)者)鐵(tie)(tie)素體量太高,奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體將趨穩定(ding),而不轉變(bian)成馬氏(shi)(shi)(shi)體。奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體平衡(heng)(heng)值太低(di),退火狀(zhuang)態的(de)穩定(ding)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體將部(bu)分存留,或(huo)者不能(neng)產生(sheng)完全(quan)的(de)馬氏(shi)(shi)(shi)體轉變(bian)。


 3. 沉淀硬(ying)化奧氏體(ti)不(bu)銹鋼  


  這是一(yi)種添加碳(tan)、磷、氮(dan)、鋁、鈦、鈮、釩等(deng)元素使碳(tan)化物、氮(dan)化物、磷化物存在奧氏體基體中析出進行強化的鋼種,利(li)用(yong)了與耐熱(re)鋼相同(tong)的硬化機制(zhi)。與奧氏體的不同(tong)之(zhi)處(chu)在于通過不同(tong)類(lei)型沉淀相使其獲得不同(tong)高溫溫度的力(li)學性能。


 4. 奧氏體-鐵素體型(xing)沉淀硬化(hua)不銹鋼  


  這(zhe)類鋼(gang)的基體(ti)組織(zhi)為(wei)(wei)奧氏(shi)體(ti)和鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)兩相組織(zhi),添加(jia)的沉淀硬化合金元素(su)的特點是易(yi)(yi)溶于奧氏(shi)體(ti)而不(bu)易(yi)(yi)溶于鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti),在固(gu)溶處(chu)理時(shi)過于溶于鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)中(zhong)(zhong),在時(shi)效處(chu)理時(shi)從(cong)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)中(zhong)(zhong)析出,使鋼(gang)得(de)到強化,為(wei)(wei)了(le)保證這(zhe)類鋼(gang)中(zhong)(zhong)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)的穩定性,較多(duo)地加(jia)入了(le)硅、鉬元素(su)。這(zhe)類鋼(gang)熱加(jia)工性不(bu)好,多(duo)作為(wei)(wei)鑄件(jian)使用。