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. 馬氏體沉淀硬化不銹鋼
這(zhe)類鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)固(gu)溶退(tui)火(huo)溫度(1038~1066℃)下幾乎全(quan)(quan)部奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)化,但當(dang)冷(leng)卻到(dao)(dao)室溫時(shi)(shi),則(ze)又發生奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)向馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)轉變。馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)轉變溫度一(yi)(yi)般是93~150℃。當(dang)將馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)再次加熱到(dao)(dao)482~593℃時(shi)(shi),就有(you)一(yi)(yi)種或多(duo)種合金元素(su)出(chu)(chu)現(xian)沉淀硬(ying)化與(yu)強(qiang)(qiang)化。Mo、Cu、Ti、Nb、Al及其化合物在(zai)退(tui)火(huo)溫度下完全(quan)(quan)溶解,而當(dang)快速冷(leng)卻時(shi)(shi),則(ze)留(liu)在(zai)固(gu)溶體(ti)(ti)(ti)內產(chan)生析出(chu)(chu)相(往往是亞(ya)顯(xian)微粒子),提高了馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)(ti)的(de)硬(ying)度與(yu)強(qiang)(qiang)度。馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)PH鋼(gang)(gang)(gang)的(de)化學成分(fen)必(bi)(bi)須嚴格控制(zhi),否則(ze)在(zai)固(gu)溶退(tui)火(huo)時(shi)(shi)會(hui)(hui)出(chu)(chu)現(xian)過多(duo)的(de)8-鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)。若奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)太穩定,則(ze)又會(hui)(hui)在(zai)固(gu)溶退(tui)火(huo)之后(hou)(hou),留(liu)下過多(duo)的(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)。這(zhe)兩種傾向皆會(hui)(hui)妨(fang)礙時(shi)(shi)效處(chu)理時(shi)(shi)的(de)完全(quan)(quan)硬(ying)化,尤其是鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)的(de)碳(tan)與(yu)氮影響明(ming)顯(xian),其來源是工廠(chang)塵(chen)埃與(yu)大氣污染。這(zhe)種鋼(gang)(gang)(gang)的(de)焊(han)(han)接(jie)性(xing)良好(hao),與(yu)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)300系列相近,焊(han)(han)前不(bu)(bu)(bu)必(bi)(bi)預熱,裂紋傾向性(xing)小。這(zhe)種鋼(gang)(gang)(gang)單層焊(han)(han)時(shi)(shi),焊(han)(han)縫(feng)金屬及熱影響區一(yi)(yi)般好(hao)像通過焊(han)(han)后(hou)(hou)沉淀硬(ying)化處(chu)理一(yi)(yi)樣。但多(duo)層焊(han)(han)時(shi)(shi),則(ze)會(hui)(hui)出(chu)(chu)現(xian)組織不(bu)(bu)(bu)均一(yi)(yi),必(bi)(bi)須進行焊(han)(han)后(hou)(hou)的(de)沉淀硬(ying)化處(chu)理以(yi)達到(dao)(dao)組織的(de)均一(yi)(yi)。焊(han)(han)接(jie)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)沉淀硬(ying)化不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)焊(han)(han)接(jie)材料(liao),可以(yi)按(an)強(qiang)(qiang)度選(xuan)300系列奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)接(jie)材料(liao)。
2. 半奧(ao)氏(shi)體沉淀硬(ying)化不銹鋼
這種(zhong)鋼是(shi)(shi)PH鋼中(zhong)金(jin)相組織(zhi)最為復雜的一種(zhong)。在(zai)固溶處理(li)或退火(huo)狀態下(xia),這種(zhong)鋼基本上(shang)是(shi)(shi)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti),還有5%~20%的δ-鐵(tie)(tie)素(su)體(ti),而(er)在(zai)以(yi)后的熱處理(li)過(guo)程中(zhong),鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)保(bao)持不(bu)變(bian)。半奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)鋼由退火(huo)溫(wen)度急冷至室溫(wen)仍然保(bao)持奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)組織(zhi),因為馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)轉變(bian)溫(wen)度低于室溫(wen):在(zai)退火(huo)狀態下(xia),其(qi)成型性能與301不(bu)銹鋼相似(si)。在(zai)加工(gong)制作完畢之后,它(ta)可以(yi)通(tong)過(guo)三個簡單步驟來(lai)硬(ying)化:①. 奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)化;②. 馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)轉變(bian);③. 時(shi)效硬(ying)化。
半(ban)奧氏(shi)體(ti)沉淀硬(ying)化不銹鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)時無(wu)明顯(xian)的裂(lie)紋傾(qing)向。至于焊(han)接(jie)(jie)(jie)工藝,不論手工電弧焊(han)、熔(rong)化極與(yu)非熔(rong)化極氣體(ti)保護焊(han)以(yi)及電阻焊(han),都與(yu)一(yi)般(ban)奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)無(wu)太大區別。總(zong)的來說,半(ban)奧氏(shi)體(ti)PH鋼(gang)一(yi)般(ban)皆在退(tui)(tui)火(huo)狀(zhuang)態下進(jin)行焊(han)接(jie)(jie)(jie),而(er)且母(mu)材(cai)含碳量(liang)低容易焊(han)接(jie)(jie)(jie),不會出現冷裂(lie)紋;只有當(dang)焊(han)縫也要求有高強度(du)時,才選(xuan)用與(yu)母(mu)材(cai)成分接(jie)(jie)(jie)近的焊(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料(liao)焊(han)接(jie)(jie)(jie),并在焊(han)后(hou)進(jin)行全(quan)面的退(tui)(tui)火(huo)與(yu)時效處理。除此以(yi)外,一(yi)般(ban)采用300系列奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料(liao)即可(ke)進(jin)行焊(han)接(jie)(jie)(jie)。
若在焊接之前(qian)焊件(jian)業已經過(guo)全面的退(tui)火與沉(chen)淀硬化熱處理,則在焊后不論焊縫金屬本身或熱影響區,皆無明顯硬化現象發生。
3. 奧氏體(ti)沉淀硬化(hua)不銹鋼(gang)
這種鋼的(de)合金含量極高,足以使(shi)之在(zai)退(tui)火(huo)或(huo)任何(he)一(yi)(yi)種時(shi)效(xiao)處(chu)理后仍(reng)然保持奧氏(shi)(shi)體(ti)組織。沉(chen)淀硬(ying)化(hua)相(xiang)在(zai)1093~1121℃退(tui)火(huo)時(shi),溶(rong)解(jie)于(yu)(yu)固(gu)溶(rong)體(ti)中,并(bing)在(zai)快速冷卻時(shi)一(yi)(yi)直(zhi)保持溶(rong)解(jie)于(yu)(yu)固(gu)溶(rong)體(ti)之中。當再加熱(re)到649~760℃時(shi),則沉(chen)淀析出(chu),從而提高了奧氏(shi)(shi)體(ti)的(de)強度(du)與硬(ying)度(du)。它的(de)硬(ying)度(du)低于(yu)(yu)馬氏(shi)(shi)體(ti)或(huo)半奧氏(shi)(shi)體(ti)PH鋼,但其仍(reng)然保持著無磁性。

