典型的沉(chen)淀(dian)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3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。為使上述劃分更為明確，請參考表1-8的細分與歸納。
一、沉淀硬化不銹(xiu)鋼的焊(han)接特性
1. 馬氏體沉淀硬化不銹鋼
這(zhe)類鋼(gang)(gang)在固溶(rong)退火溫(wen)(wen)度(du)(du)（1038℃~1066℃)下幾乎全(quan)部奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)化(hua)，但當冷卻到室溫(wen)(wen)時(shi)，則又發生(sheng)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)向(xiang)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)轉變。馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉變溫(wen)(wen)度(du)(du)一(yi)(yi)般(ban)是93℃~150℃.當將馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)再次加熱(re)到482℃-593℃時(shi)，就有一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)或多種(zhong)(zhong)合金元(yuan)素出現沉淀(dian)硬化(hua)與(yu)(yu)(yu)強(qiang)化(hua)。鉬、銅、鈦、鈮、鋁及其化(hua)合物在退火溫(wen)(wen)度(du)(du)下完全(quan)溶(rong)解，而當快速冷卻時(shi)，則留在固溶(rong)體(ti)(ti)(ti)(ti)內產生(sheng)析出相(xiang)（往(wang)往(wang)是亞顯(xian)微粒子），提高(gao)了馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)硬度(du)(du)與(yu)(yu)(yu)強(qiang)度(du)(du)。馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)PH鋼(gang)(gang)的(de)(de)化(hua)學成分必(bi)須嚴格控(kong)制，否則在固溶(rong)退火時(shi)會出現過多的(de)(de)δ-鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)。若奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)太穩定，則又會在固溶(rong)退火之后(hou)，留下過多的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)。這(zhe)兩種(zhong)(zhong)傾向(xiang)皆會妨礙(ai)時(shi)效(xiao)處(chu)理(li)時(shi)的(de)(de)完全(quan)硬化(hua)，尤(you)其是鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)碳與(yu)(yu)(yu)氮影響(xiang)明顯(xian)，其來(lai)源(yuan)是工(gong)廠塵(chen)埃與(yu)(yu)(yu)大(da)氣(qi)污染。這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)焊(han)接(jie)性良好，與(yu)(yu)(yu)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)300系列相(xiang)近，焊(han)前不(bu)必(bi)預熱(re)，裂(lie)紋(wen)傾向(xiang)性小。這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)單層焊(han)時(shi)，焊(han)縫金屬(shu)及熱(re)影響(xiang)區一(yi)(yi)般(ban)好像通過了焊(han)后(hou)沉淀(dian)硬化(hua)處(chu)理(li)一(yi)(yi)樣。但多層焊(han)時(shi)，則會出現組織(zhi)不(bu)均一(yi)(yi)，必(bi)須進行(xing)焊(han)后(hou)的(de)(de)沉淀(dian)硬化(hua)處(chu)理(li)以達組織(zhi)均一(yi)(yi)。焊(han)接(jie)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)焊(han)接(jie)材料可以按強(qiang)度(du)(du)選300系列奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)焊(han)接(jie)材料。
2. 半奧氏(shi)體(ti)沉淀硬化(hua)不銹鋼
這種鋼(gang)(gang)是(shi)PH鋼(gang)(gang)中(zhong)金相(xiang)組(zu)織最(zui)為復(fu)雜(za)的(de)一(yi)種。在(zai)固(gu)溶處(chu)理(li)或退(tui)火狀態下(xia)，這種鋼(gang)(gang)基本(ben)上是(shi)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)，還有5%~20%的(de)8-鐵(tie)素(su)體(ti)，而在(zai)以(yi)后(hou)(hou)(hou)的(de)熱處(chu)理(li)過(guo)程中(zhong)，鐵(tie)素(su)體(ti)保持不(bu)變(bian)(bian)。半奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)由退(tui)火溫度(du)急冷至室溫仍然保持奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)織，因為馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉變(bian)(bian)溫度(du)低于室溫。在(zai)退(tui)火狀態下(xia)，其成型性能與301不(bu)銹鋼(gang)(gang)相(xiang)似。在(zai)加工制作完畢之(zhi)后(hou)(hou)(hou)，它可以(yi)通過(guo)3個簡單步驟來硬化：①. 奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)化；②. 馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉變(bian)(bian)；③. 時(shi)效硬化。半奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)沉淀硬化不(bu)銹鋼(gang)(gang)焊(han)接(jie)(jie)時(shi)無(wu)明顯的(de)裂紋(wen)傾向。至于焊(han)接(jie)(jie)工藝，不(bu)論手工電(dian)弧焊(han)、熔化極(ji)與非熔化極(ji)氣體(ti)保護焊(han)以(yi)及電(dian)阻焊(han)，都(dou)與一(yi)般(ban)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)無(wu)太大區(qu)別。總的(de)說來，半奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)PH鋼(gang)(gang)一(yi)般(ban)皆在(zai)退(tui)火狀態下(xia)進(jin)(jin)行(xing)(xing)焊(han)接(jie)(jie)，而且母(mu)材(cai)含碳量低容易(yi)焊(han)接(jie)(jie)，不(bu)會出現冷裂紋(wen)；只有當焊(han)縫也要(yao)求有高強度(du)時(shi)，才選用與母(mu)材(cai)成分接(jie)(jie)近的(de)焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料焊(han)接(jie)(jie)，并在(zai)焊(han)后(hou)(hou)(hou)進(jin)(jin)行(xing)(xing)全面的(de)退(tui)火與時(shi)效處(chu)理(li)。除此(ci)以(yi)外，一(yi)般(ban)采用300系列奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料即可進(jin)(jin)行(xing)(xing)焊(han)接(jie)(jie)。
若在焊(han)(han)接之前(qian)焊(han)(han)件(jian)業(ye)已經(jing)過全面的退火與(yu)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)熱(re)處理，則在焊(han)(han)后不論(lun)焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)本(ben)身或熱(re)影響區，皆無明顯硬(ying)化(hua)現象(xiang)發(fa)生。
3. 奧(ao)氏體(ti)沉(chen)淀硬(ying)化不銹鋼
這種鋼的合(he)金含量極(ji)高，足以使(shi)之在(zai)退火或(huo)任何一種時效處理后仍(reng)然保持(chi)奧氏(shi)體(ti)(ti)組織(zhi)。沉(chen)淀硬(ying)化相在(zai)1093℃~1121℃退火時，將解于(yu)固(gu)(gu)溶體(ti)(ti)中(zhong)，并在(zai)快速冷卻時一直保持(chi)溶解于(yu)固(gu)(gu)溶體(ti)(ti)之中(zhong)。當再加熱到649℃~760℃時，則(ze)沉(chen)淀析出(chu)，從(cong)而提高了奧氏(shi)體(ti)(ti)的強度與硬(ying)度。它的硬(ying)度低(di)于(yu)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)或(huo)半奧氏(shi)體(ti)(ti)PH鋼，但其仍(reng)然保持(chi)著無磁性。
二、沉淀硬(ying)化不銹鋼(gang)的焊接(jie)方法與(yu)工藝
沉淀硬化不(bu)銹鋼(gang)的(de)焊(han)接方(fang)法與(yu)工藝，與(yu)前面(mian)所述的(de)奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)基本相同，所不(bu)同的(de)僅在于(yu)焊(han)后必(bi)須熱(re)處理，以達(da)到預期的(de)力學性能(neng)；而這對于(yu)奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)來說，在有些情(qing)況下(xia)，焊(han)后熱(re)處理有時是不(bu)必(bi)要的(de)。
沉淀(dian)硬化不(bu)銹鋼(gang)可(ke)以用(yong)(yong)相(xiang)匹配的同材(cai)(cai)質(zhi)焊(han)接(jie)(jie)材(cai)(cai)料或異(yi)種焊(han)接(jie)(jie)材(cai)(cai)料焊(han)接(jie)(jie)，或者不(bu)用(yong)(yong)填(tian)充(chong)焊(han)絲(si)(si)。沉淀(dian)硬化不(bu)銹鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)，有許(xu)多焊(han)接(jie)(jie)材(cai)(cai)料可(ke)供(gong)選用(yong)(yong)，但唯一(yi)最通用(yong)(yong)的焊(han)絲(si)(si)是業已納人AWS規(gui)程(cheng)的630合金，見表2-10。
沉淀(dian)硬化馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)焊接材(cai)料(liao)，在(zai)要求(qiu)焊縫性(xing)能與母(mu)(mu)材(cai)相當(dang)時，應選(xuan)用(yong)與母(mu)(mu)材(cai)同質的(de)(de)焊材(cai)，如表2-10中17-4PH的(de)(de)配套焊接材(cai)料(liao)。如果不需要焊縫與母(mu)(mu)材(cai)相當(dang)，可選(xuan)用(yong)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)焊接材(cai)料(liao)（如308L、347L),或采(cai)用(yong)鎳基(ji)合金焊接材(cai)料(liao)。
選用(yong)與母材(cai)(cai)同(tong)成分(fen)焊接(jie)(jie)材(cai)(cai)料的(de)焊縫，在樹枝(zhi)狀(zhuang)晶的(de)馬氏體(ti)(ti)組織中，存在有少量(liang)鐵素體(ti)(ti)。少量(liang)的(de)鐵素體(ti)(ti)和殘余奧(ao)氏體(ti)(ti)析出，增加了焊縫的(de)塑(su)性，但強度降低(di)了。因此，對同(tong)材(cai)(cai)質焊接(jie)(jie)材(cai)(cai)料的(de)成分(fen)應適當(dang)調整，其鎳、錳應比母材(cai)(cai)略高(gao)，焊后(hou)經(jing)1040℃固溶(rong)處理，強度幾乎(hu)不變，而延伸(shen)率顯著提(ti)高(gao)。
