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。
于是(shi)(shi),沉淀(dian)硬(ying)(ying)化不銹(xiu)鋼最初(chu)與20世(shi)紀40年代研(yan)制出來(lai),是(shi)(shi)增加(jia)耐腐蝕性(xing)并通(tong)過沉淀(dian)硬(ying)(ying)化來(lai)提供強度(du)的(de)高強度(du)不銹(xiu)鋼,被用于彈(dan)簧(huang)、飛機、火箭等。早在1934年美國(guo)人獲(huo)得了沉淀(dian)硬(ying)(ying)化不銹(xiu)鋼專利(li),20世(shi)紀40年代正式用于軍工,后期推(tui)廣到民用。它們最重要(yao)的(de)性(xing)能,就是(shi)(shi)易于加(jia)工、高的(de)強度(du)、較(jiao)好的(de)延(yan)性(xing)和優異的(de)耐腐蝕性(xing)能。

20世紀60年代以后,一方面由(you)于鋼(gang)種(zhong)系列化,標準化;另一方面由(you)于國(guo)際鎳公(gong)司成功研(yan)制出馬(ma)氏體(ti)時效鋼(gang),客觀(guan)上推動(dong)了(le)沉淀硬化不銹鋼(gang)強韌性的改善和提(ti)高,刺激(ji)了(le)超高強度不銹鋼(gang)的發展(zhan),在利(li)用其特殊性能的各種(zhong)用途(tu)中,它(ta)們就越(yue)來(lai)越(yue)顯得重要。

沉(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)不銹鋼一般按其組織形(xing)態可(ke)分為四類:沉(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)馬氏(shi)體不銹鋼、沉(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)半(ban)奧氏(shi)體不銹鋼、沉(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)奧氏(shi)體不銹鋼、奧氏(shi)體-鐵素體型沉(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)不銹鋼。
常(chang)用(yong)的(de)沉淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)銹鋼常(chang)冠以“PH”標注,所以沉淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)銹鋼也成(cheng)為(wei)PH不(bu)銹鋼。如PH17-4(或17-4PH)為(wei)0Cr17Ni4Cu4Nb , PH17-7(或17-7PH)為(wei)0Cr17Ni7Al。在我過現有標準中列出0Cr17Ni4Cu4Nb同馬氏體沉淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)銹鋼,0Cr17Ni7Al屬于奧氏體沉淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)銹鋼。

1. 沉淀硬化馬氏(shi)體不銹鋼(gang)
從用(yong)(yong)量上(shang),馬氏(shi)(shi)體(ti)型沉淀硬化(hua)不銹鋼(gang)比其(qi)他(ta)類(lei)型使用(yong)(yong)得(de)更(geng)多(duo)。由于它(ta)們在固溶-退火狀(zhuang)態(tai)(tai)的(de)硬度較高,它(ta)們主要(yao)以棒材、圓(yuan)材、線材和(he)大型鍛件(jian)的(de)形(xing)式(shi)使用(yong)(yong),只有(you)極少(shao)量用(yong)(yong)作板(ban)材。對這(zhe)些合金中(zhong)奧氏(shi)(shi)體(ti)和(he)鐵素體(ti)是這(zhe)樣(yang)來平衡(heng)的(de),即(ji)在固溶熱處理和(he)冷(leng)卻至室溫(wen)后,它(ta)們呈現馬氏(shi)(shi)體(ti)狀(zhuang)態(tai)(tai)。
自20世(shi)紀40年代以(yi)來,馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)沉淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)(hua)不銹鋼(gang)已經發(fa)(fa)展成為(wei)完整的系列。為(wei)保證獲得良好(hao)的耐(nai)(nai)蝕性(xing)和(he)(he)可(ke)焊性(xing),馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)沉淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)(hua)不銹鋼(gang)中含碳(tan)量(liang)(liang)(liang)要(yao)低,一(yi)般(ban)(ban)在0.1%以(yi)下,鉻含量(liang)(liang)(liang)一(yi)般(ban)(ban)17%以(yi)上,并加入適量(liang)(liang)(liang)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)(hua)元素(su)(鎳、銅、鉬(mu)、鈦和(he)(he)鋁等(deng))進(jin)行強(qiang)化(hua)(hua)(hua),使其在固溶退火(huo)處(chu)理時(shi)不形成鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)和(he)(he)過量(liang)(liang)(liang)殘(can)余奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti),不降低馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)開始轉變溫度,同時(shi)能(neng)更好(hao)發(fa)(fa)揮沉淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)(hua)元素(su)的強(qiang)化(hua)(hua)(hua)效(xiao)應,以(yi)彌補強(qiang)度不足,并改善耐(nai)(nai)蝕性(xing)。從改善鋼(gang)材(cai)力學性(xing)能(neng)考慮,必須(xu)嚴格(ge)控制(zhi)化(hua)(hua)(hua)學成分以(yi)減少鋼(gang)中鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)和(he)(he)殘(can)余奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)含量(liang)(liang)(liang)。這類鋼(gang)具有良好(hao)的耐(nai)(nai)蝕性(xing)和(he)(he)抗氧化(hua)(hua)(hua)性(xing),但合金含量(liang)(liang)(liang)高,價格(ge)昂貴(gui),目前應用(yong)在火(huo)箭和(he)(he)導彈上,作為(wei)蒙皮材(cai)料。
2. 沉淀硬化半(ban)奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼
這(zhe)些合金稱(cheng)作半奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)型,是因為在退(tui)火(固溶處(chu)理)狀態下,它們基(ji)本(ben)是奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti),但通(tong)過簡單(dan)的熱(re)處(chu)理或者形變熱(re)處(chu)理,就不能(neng)轉變為馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)。為了制(zhi)(zhi)造這(zhe)種合金,對奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)和(he)鐵素體(ti)(ti)之間的平(ping)衡,必須保持非常嚴格的控(kong)制(zhi)(zhi)。奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)和(he)(或者)鐵素體(ti)(ti)量太高,奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)將趨穩(wen)定,而不轉變成馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)。奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)平(ping)衡值太低,退(tui)火狀態的穩(wen)定奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)將部分存留,或者不能(neng)產生完(wan)全(quan)的馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變。
3. 沉淀硬化奧氏體不銹鋼
這(zhe)是一種添加碳(tan)、磷(lin)、氮(dan)、鋁、鈦、鈮(ni)、釩等元素使(shi)(shi)碳(tan)化(hua)物(wu)、氮(dan)化(hua)物(wu)、磷(lin)化(hua)物(wu)存在(zai)奧(ao)氏體基體中析(xi)出進行強化(hua)的鋼(gang)種,利用(yong)了與(yu)耐熱鋼(gang)相同(tong)的硬化(hua)機(ji)制。與(yu)奧(ao)氏體的不(bu)同(tong)之處在(zai)于通過不(bu)同(tong)類型(xing)沉(chen)淀相使(shi)(shi)其獲(huo)得不(bu)同(tong)高溫溫度的力學(xue)性能。
4. 奧氏體(ti)-鐵素體(ti)型(xing)沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)
這(zhe)(zhe)類鋼的基體(ti)(ti)組織為(wei)奧氏(shi)體(ti)(ti)和鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)兩相組織,添加的沉淀硬化(hua)合金元素(su)(su)的特點是易(yi)溶(rong)于(yu)奧氏(shi)體(ti)(ti)而不易(yi)溶(rong)于(yu)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti),在固溶(rong)處理時(shi)過于(yu)溶(rong)于(yu)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)中(zhong),在時(shi)效處理時(shi)從鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)中(zhong)析出(chu),使鋼得到強化(hua),為(wei)了(le)保(bao)證這(zhe)(zhe)類鋼中(zhong)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)的穩(wen)定性(xing),較多地(di)加入了(le)硅、鉬元素(su)(su)。這(zhe)(zhe)類鋼熱(re)加工(gong)性(xing)不好,多作為(wei)鑄件(jian)使用。

