鐵素體不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。


 于是(shi),沉淀(dian)(dian)硬化不銹鋼最初與(yu)20世(shi)紀(ji)40年(nian)(nian)代研制出來,是(shi)增加耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)并通過沉淀(dian)(dian)硬化來提供(gong)強(qiang)度的高強(qiang)度不銹鋼,被(bei)用于彈簧、飛(fei)機、火(huo)箭等。早在1934年(nian)(nian)美國人獲(huo)得了沉淀(dian)(dian)硬化不銹鋼專利(li),20世(shi)紀(ji)40年(nian)(nian)代正式用于軍工,后期推(tui)廣到民用。它們最重要(yao)的性(xing)(xing)能,就是(shi)易于加工、高的強(qiang)度、較好(hao)的延性(xing)(xing)和優(you)異的耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)能。


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  20世(shi)紀60年代以(yi)后,一(yi)方(fang)面由于鋼種(zhong)系列化,標準化;另一(yi)方(fang)面由于國(guo)際(ji)鎳(nie)公司(si)成功研制出馬氏體時效鋼,客(ke)觀上推動了(le)沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼強韌性(xing)的(de)改(gai)善(shan)和提高,刺激了(le)超高強度不(bu)銹(xiu)鋼的(de)發展,在利用(yong)其特殊性(xing)能的(de)各種(zhong)用(yong)途(tu)中,它們就(jiu)越來越顯得(de)重要。


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 沉(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)(ying)化不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼一般按其組織形態可分(fen)為四(si)類:沉(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)(ying)化馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼、沉(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)(ying)化半奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼、沉(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)(ying)化奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼、奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)-鐵素體(ti)型(xing)沉(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)(ying)化不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼。


  常(chang)用的沉淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼常(chang)冠以“PH”標注,所以沉淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼也(ye)成(cheng)為PH不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼。如PH17-4(或17-4PH)為0Cr17Ni4Cu4Nb , PH17-7(或17-7PH)為0Cr17Ni7Al。在我過現有標準中(zhong)列(lie)出(chu)0Cr17Ni4Cu4Nb同馬氏(shi)體沉淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼,0Cr17Ni7Al屬于奧氏(shi)體沉淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼。




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 1. 沉淀硬化馬氏(shi)體不銹鋼


  從用量(liang)上,馬氏(shi)體(ti)型沉淀硬(ying)(ying)化不銹鋼比(bi)其他類(lei)型使用得更(geng)多。由于(yu)它們在固(gu)溶-退火狀態的硬(ying)(ying)度較高,它們主要以(yi)棒(bang)材(cai)(cai)、圓材(cai)(cai)、線材(cai)(cai)和大型鍛(duan)件的形式(shi)使用,只(zhi)有極少量(liang)用作(zuo)板材(cai)(cai)。對這(zhe)些合(he)金(jin)中(zhong)奧氏(shi)體(ti)和鐵素體(ti)是這(zhe)樣來平衡(heng)的,即在固(gu)溶熱(re)處理(li)和冷卻至室(shi)溫(wen)后,它們呈(cheng)現馬氏(shi)體(ti)狀態。


 自20世紀40年代以(yi)(yi)來(lai),馬(ma)氏(shi)體(ti)沉(chen)淀硬(ying)化不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)已(yi)經發(fa)(fa)展成為(wei)完整的(de)系列。為(wei)保證(zheng)獲得良好(hao)的(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)可焊(han)性(xing)(xing)(xing),馬(ma)氏(shi)體(ti)沉(chen)淀硬(ying)化不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中含(han)碳(tan)量要低(di),一(yi)般(ban)在(zai)0.1%以(yi)(yi)下(xia),鉻含(han)量一(yi)般(ban)17%以(yi)(yi)上(shang),并(bing)加入適量硬(ying)化元素(su)(鎳、銅、鉬、鈦和(he)(he)鋁(lv)等)進行強化,使其在(zai)固溶退(tui)火處理時不(bu)形成鐵素(su)體(ti)和(he)(he)過量殘余奧(ao)氏(shi)體(ti),不(bu)降低(di)馬(ma)氏(shi)體(ti)開始轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度,同(tong)時能更(geng)好(hao)發(fa)(fa)揮(hui)沉(chen)淀硬(ying)化元素(su)的(de)強化效應(ying),以(yi)(yi)彌補強度不(bu)足,并(bing)改善耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)。從(cong)改善鋼(gang)(gang)材力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能考慮(lv),必須嚴格控制化學(xue)成分(fen)以(yi)(yi)減少鋼(gang)(gang)中鐵素(su)體(ti)和(he)(he)殘余奧(ao)氏(shi)體(ti)含(han)量。這類鋼(gang)(gang)具有良好(hao)的(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)抗(kang)氧化性(xing)(xing)(xing),但(dan)合(he)金含(han)量高,價格昂貴,目前應(ying)用在(zai)火箭和(he)(he)導彈上(shang),作為(wei)蒙皮材料。


  2. 沉淀硬化(hua)半奧氏體(ti)不(bu)銹鋼  


   這(zhe)些合金稱作半奧氏(shi)(shi)體(ti)型,是因(yin)為在退火(固溶(rong)處(chu)理)狀態下(xia),它(ta)們(men)基本是奧氏(shi)(shi)體(ti),但通過簡單的熱處(chu)理或者(zhe)形變(bian)(bian)熱處(chu)理,就不能轉(zhuan)變(bian)(bian)為馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)。為了制造(zao)這(zhe)種合金,對奧氏(shi)(shi)體(ti)和(he)鐵素體(ti)之間的平衡,必須保持非常(chang)嚴格(ge)的控(kong)制。奧氏(shi)(shi)體(ti)和(he)(或者(zhe))鐵素體(ti)量太(tai)高,奧氏(shi)(shi)體(ti)將趨穩定,而不轉(zhuan)變(bian)(bian)成馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)。奧氏(shi)(shi)體(ti)平衡值太(tai)低,退火狀態的穩定奧氏(shi)(shi)體(ti)將部分(fen)存留,或者(zhe)不能產生完(wan)全(quan)的馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian)。


 3. 沉淀硬化奧氏體不銹(xiu)鋼  


  這是一種添加碳、磷(lin)、氮(dan)、鋁、鈦、鈮、釩等元素使碳化(hua)(hua)物(wu)(wu)、氮(dan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)、磷(lin)化(hua)(hua)物(wu)(wu)存在奧(ao)氏體基體中析出進行強化(hua)(hua)的(de)鋼種,利用(yong)了與(yu)耐熱鋼相同(tong)(tong)(tong)的(de)硬(ying)化(hua)(hua)機制。與(yu)奧(ao)氏體的(de)不(bu)同(tong)(tong)(tong)之處在于通過不(bu)同(tong)(tong)(tong)類型沉淀相使其獲得不(bu)同(tong)(tong)(tong)高溫溫度(du)的(de)力學(xue)性能。


 4. 奧(ao)氏(shi)體(ti)-鐵素(su)體(ti)型沉淀硬(ying)化不(bu)銹(xiu)鋼  


  這類鋼(gang)的基體組織為(wei)奧氏體和鐵(tie)素(su)體兩相組織,添加(jia)的沉淀硬化合金元(yuan)素(su)的特(te)點是易溶(rong)于(yu)奧氏體而不易溶(rong)于(yu)鐵(tie)素(su)體,在固溶(rong)處(chu)理時過于(yu)溶(rong)于(yu)鐵(tie)素(su)體中(zhong),在時效處(chu)理時從鐵(tie)素(su)體中(zhong)析出(chu),使(shi)鋼(gang)得到強化,為(wei)了保證(zheng)這類鋼(gang)中(zhong)鐵(tie)素(su)體的穩定性,較多地(di)加(jia)入了硅、鉬元(yuan)素(su)。這類鋼(gang)熱(re)加(jia)工性不好,多作為(wei)鑄件使(shi)用。