典型的沉淀硬化不銹鋼的鋼號用字母PH表示。這一族系的鋼種由于雙重原因而分成三種,即馬氏體沉淀硬化鋼、半奧氏體沉淀硬化鋼及奧氏體沉淀硬化鋼。上述的雙重原因是指加入起沉淀硬化作用的元素以及在固溶退火和時效狀態下基體的組織。
1. 馬氏(shi)體(ti)沉淀硬化(hua)不銹鋼(gang)
這類鋼(gang)(gang)在固(gu)溶退(tui)火(huo)(huo)溫(wen)度(1038~1066℃)下(xia)(xia)幾乎全(quan)部奧(ao)(ao)氏(shi)體化(hua)(hua),但當(dang)冷卻(que)到(dao)(dao)室溫(wen)時(shi),則又(you)發生奧(ao)(ao)氏(shi)體向(xiang)(xiang)(xiang)馬(ma)氏(shi)體的(de)(de)轉變。馬(ma)氏(shi)體轉變溫(wen)度一般是(shi)(shi)(shi)93~150℃。當(dang)將馬(ma)氏(shi)體再(zai)次加熱到(dao)(dao)482~593℃時(shi),就有(you)一種(zhong)或多(duo)種(zhong)合(he)金(jin)元素出現沉(chen)(chen)淀硬(ying)(ying)化(hua)(hua)與(yu)強化(hua)(hua)。Mo、Cu、Ti、Nb、Al及(ji)其(qi)(qi)化(hua)(hua)合(he)物在退(tui)火(huo)(huo)溫(wen)度下(xia)(xia)完全(quan)溶解,而當(dang)快速冷卻(que)時(shi),則留(liu)在固(gu)溶體內產生析(xi)出相(往往是(shi)(shi)(shi)亞顯微粒子),提高了馬(ma)氏(shi)體基體的(de)(de)硬(ying)(ying)度與(yu)強度。馬(ma)氏(shi)體PH鋼(gang)(gang)的(de)(de)化(hua)(hua)學成(cheng)分(fen)必須嚴格控制(zhi),否則在固(gu)溶退(tui)火(huo)(huo)時(shi)會(hui)出現過多(duo)的(de)(de)8-鐵素體。若奧(ao)(ao)氏(shi)體太(tai)穩定(ding),則又(you)會(hui)在固(gu)溶退(tui)火(huo)(huo)之后(hou)(hou),留(liu)下(xia)(xia)過多(duo)的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體。這兩種(zhong)傾(qing)(qing)向(xiang)(xiang)(xiang)皆會(hui)妨礙(ai)時(shi)效處理(li)時(shi)的(de)(de)完全(quan)硬(ying)(ying)化(hua)(hua),尤其(qi)(qi)是(shi)(shi)(shi)鋼(gang)(gang)中的(de)(de)碳與(yu)氮影(ying)(ying)響明顯,其(qi)(qi)來(lai)源是(shi)(shi)(shi)工(gong)廠塵埃與(yu)大氣污染(ran)。這種(zhong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)性良好(hao),與(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)體300系列(lie)相近,焊(han)(han)(han)(han)前不必預熱,裂紋傾(qing)(qing)向(xiang)(xiang)(xiang)性小。這種(zhong)鋼(gang)(gang)單層(ceng)焊(han)(han)(han)(han)時(shi),焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬及(ji)熱影(ying)(ying)響區一般好(hao)像通過焊(han)(han)(han)(han)后(hou)(hou)沉(chen)(chen)淀硬(ying)(ying)化(hua)(hua)處理(li)一樣。但多(duo)層(ceng)焊(han)(han)(han)(han)時(shi),則會(hui)出現組織不均一,必須進行焊(han)(han)(han)(han)后(hou)(hou)的(de)(de)沉(chen)(chen)淀硬(ying)(ying)化(hua)(hua)處理(li)以(yi)(yi)達到(dao)(dao)組織的(de)(de)均一。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)馬(ma)氏(shi)體沉(chen)(chen)淀硬(ying)(ying)化(hua)(hua)不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材料,可以(yi)(yi)按強度選(xuan)300系列(lie)奧(ao)(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材料。
2. 半奧氏體沉(chen)淀硬化不銹鋼
這(zhe)種鋼(gang)(gang)是(shi)PH鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)金(jin)相組織最為復雜(za)的(de)一種。在(zai)固溶處(chu)(chu)理(li)或退(tui)火狀(zhuang)態(tai)下(xia),這(zhe)種鋼(gang)(gang)基本上是(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti),還有5%~20%的(de)δ-鐵素(su)體(ti),而(er)在(zai)以后(hou)的(de)熱處(chu)(chu)理(li)過程中(zhong)(zhong),鐵素(su)體(ti)保持不(bu)變(bian)。半奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)由(you)退(tui)火溫度急冷(leng)至室溫仍然保持奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)組織,因為馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉變(bian)溫度低于室溫:在(zai)退(tui)火狀(zhuang)態(tai)下(xia),其成型性(xing)能與301不(bu)銹鋼(gang)(gang)相似。在(zai)加(jia)工制作完畢之后(hou),它可以通過三個(ge)簡單步驟來硬(ying)化:①. 奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)化;②. 馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉變(bian);③. 時效硬(ying)化。
半(ban)奧(ao)氏(shi)體(ti)沉淀(dian)硬化(hua)不銹鋼(gang)(gang)焊(han)(han)接時(shi)無(wu)明顯(xian)的裂(lie)紋傾向。至于焊(han)(han)接工藝,不論手(shou)工電弧焊(han)(han)、熔化(hua)極與(yu)非熔化(hua)極氣體(ti)保(bao)護(hu)焊(han)(han)以及電阻焊(han)(han),都與(yu)一(yi)般奧(ao)氏(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)無(wu)太大區別。總的來說,半(ban)奧(ao)氏(shi)體(ti)PH鋼(gang)(gang)一(yi)般皆在(zai)退火狀(zhuang)態下進行焊(han)(han)接,而且母材含碳量低容易焊(han)(han)接,不會出現冷裂(lie)紋;只有當焊(han)(han)縫(feng)也要求有高強度時(shi),才選用與(yu)母材成分接近的焊(han)(han)接材料焊(han)(han)接,并(bing)在(zai)焊(han)(han)后進行全面的退火與(yu)時(shi)效處理。除(chu)此以外,一(yi)般采用300系列奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)焊(han)(han)接材料即可進行焊(han)(han)接。
若在(zai)焊接之前焊件(jian)業已經過全面的(de)退火與沉淀硬化熱處理,則在(zai)焊后不論焊縫金(jin)屬(shu)本身或(huo)熱影(ying)響區,皆(jie)無(wu)明(ming)顯硬化現象發生。
3. 奧氏(shi)體沉淀硬(ying)化(hua)不銹鋼(gang)
這種(zhong)鋼(gang)的合金含量極高(gao),足以使之在(zai)退(tui)火(huo)或(huo)任(ren)何一種(zhong)時(shi)(shi)效處理后仍然(ran)保(bao)持(chi)奧氏(shi)體(ti)組織。沉(chen)淀硬化相在(zai)1093~1121℃退(tui)火(huo)時(shi)(shi),溶(rong)解于固溶(rong)體(ti)中,并在(zai)快速(su)冷(leng)卻時(shi)(shi)一直保(bao)持(chi)溶(rong)解于固溶(rong)體(ti)之中。當再加熱到649~760℃時(shi)(shi),則沉(chen)淀析(xi)出,從而提高(gao)了(le)奧氏(shi)體(ti)的強度(du)與硬度(du)。它的硬度(du)低于馬氏(shi)體(ti)或(huo)半奧氏(shi)體(ti)PH鋼(gang),但其仍然(ran)保(bao)持(chi)著無磁性。