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(bu)銹鋼
這(zhe)類鋼(gang)在固溶(rong)退火(huo)溫(wen)度(1038~1066℃)下幾乎全(quan)部奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)化,但(dan)(dan)當冷卻到(dao)(dao)室溫(wen)時(shi)(shi)(shi),則(ze)(ze)又(you)發生(sheng)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)向(xiang)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)轉變。馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變溫(wen)度一(yi)般(ban)是(shi)93~150℃。當將馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)再次(ci)加熱(re)到(dao)(dao)482~593℃時(shi)(shi)(shi),就有(you)一(yi)種(zhong)(zhong)或(huo)多(duo)(duo)種(zhong)(zhong)合金(jin)元(yuan)素出(chu)現(xian)沉(chen)淀硬化與(yu)強(qiang)化。Mo、Cu、Ti、Nb、Al及其化合物在退火(huo)溫(wen)度下完(wan)全(quan)溶(rong)解,而當快速冷卻時(shi)(shi)(shi),則(ze)(ze)留(liu)在固溶(rong)體(ti)(ti)內產生(sheng)析出(chu)相(往(wang)往(wang)是(shi)亞(ya)顯(xian)微粒子),提(ti)高了馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)基體(ti)(ti)的(de)(de)硬度與(yu)強(qiang)度。馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)PH鋼(gang)的(de)(de)化學成分(fen)必須嚴格控(kong)制(zhi),否則(ze)(ze)在固溶(rong)退火(huo)時(shi)(shi)(shi)會(hui)出(chu)現(xian)過多(duo)(duo)的(de)(de)8-鐵素體(ti)(ti)。若(ruo)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)太穩定,則(ze)(ze)又(you)會(hui)在固溶(rong)退火(huo)之后(hou),留(liu)下過多(duo)(duo)的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)。這(zhe)兩種(zhong)(zhong)傾向(xiang)皆會(hui)妨礙時(shi)(shi)(shi)效處(chu)理時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)完(wan)全(quan)硬化,尤其是(shi)鋼(gang)中的(de)(de)碳與(yu)氮影響(xiang)明顯(xian),其來源是(shi)工廠塵(chen)埃與(yu)大氣(qi)污染。這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)的(de)(de)焊(han)接(jie)性(xing)(xing)良(liang)好,與(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)300系(xi)列相近,焊(han)前(qian)不必預(yu)熱(re),裂紋傾向(xiang)性(xing)(xing)小。這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)單層(ceng)焊(han)時(shi)(shi)(shi),焊(han)縫金(jin)屬(shu)及熱(re)影響(xiang)區一(yi)般(ban)好像通過焊(han)后(hou)沉(chen)淀硬化處(chu)理一(yi)樣。但(dan)(dan)多(duo)(duo)層(ceng)焊(han)時(shi)(shi)(shi),則(ze)(ze)會(hui)出(chu)現(xian)組織(zhi)不均(jun)一(yi),必須進行焊(han)后(hou)的(de)(de)沉(chen)淀硬化處(chu)理以(yi)(yi)達到(dao)(dao)組織(zhi)的(de)(de)均(jun)一(yi)。焊(han)接(jie)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀硬化不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)焊(han)接(jie)材料,可以(yi)(yi)按強(qiang)度選300系(xi)列奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)接(jie)材料。
2. 半奧氏體沉(chen)淀硬(ying)化不銹鋼(gang)
這種(zhong)鋼是PH鋼中(zhong)金相組(zu)織最(zui)為復雜的一種(zhong)。在(zai)固溶處(chu)理或(huo)退(tui)(tui)火狀(zhuang)態下,這種(zhong)鋼基本上是奧氏體(ti),還有5%~20%的δ-鐵素體(ti),而在(zai)以后(hou)的熱處(chu)理過程中(zhong),鐵素體(ti)保持(chi)不變(bian)。半奧氏體(ti)鋼由(you)退(tui)(tui)火溫度急冷至室(shi)溫仍然保持(chi)奧氏體(ti)組(zu)織,因為馬氏體(ti)轉變(bian)溫度低于(yu)室(shi)溫:在(zai)退(tui)(tui)火狀(zhuang)態下,其成型性能與(yu)301不銹(xiu)鋼相似。在(zai)加工制作完畢之(zhi)后(hou),它可以通過三個簡單步驟來硬(ying)化:①. 奧氏體(ti)化;②. 馬氏體(ti)轉變(bian);③. 時效硬(ying)化。
半奧(ao)氏體(ti)沉淀硬(ying)化不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)時無明顯(xian)的裂紋(wen)傾向。至于(yu)焊(han)(han)接(jie)工藝,不論手工電(dian)弧(hu)焊(han)(han)、熔化極與(yu)非熔化極氣體(ti)保(bao)護焊(han)(han)以(yi)及電(dian)阻焊(han)(han),都與(yu)一般奧(ao)氏體(ti)鋼(gang)無太大(da)區(qu)別。總的來說,半奧(ao)氏體(ti)PH鋼(gang)一般皆在退火(huo)狀態下(xia)進(jin)行(xing)(xing)焊(han)(han)接(jie),而且母材(cai)含碳量低容易(yi)焊(han)(han)接(jie),不會(hui)出現冷裂紋(wen);只有當焊(han)(han)縫也(ye)要求有高強度時,才(cai)選用(yong)與(yu)母材(cai)成(cheng)分接(jie)近的焊(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)焊(han)(han)接(jie),并在焊(han)(han)后進(jin)行(xing)(xing)全面(mian)的退火(huo)與(yu)時效處理。除此(ci)以(yi)外(wai),一般采用(yong)300系列奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)即可(ke)進(jin)行(xing)(xing)焊(han)(han)接(jie)。
若在(zai)焊(han)(han)接之前焊(han)(han)件業(ye)已(yi)經過全(quan)面的退火與沉淀硬化(hua)熱處理(li),則在(zai)焊(han)(han)后不論(lun)焊(han)(han)縫(feng)金屬本身(shen)或熱影響區,皆無(wu)明顯硬化(hua)現象發生。
3. 奧氏體沉淀硬化不銹(xiu)鋼
這種(zhong)鋼的(de)合金含(han)量極高,足以使之在退火或任何一種(zhong)時(shi)(shi)效處理后仍(reng)然保持(chi)奧(ao)(ao)氏體組織。沉(chen)淀硬化(hua)相(xiang)在1093~1121℃退火時(shi)(shi),溶(rong)解(jie)于(yu)固溶(rong)體中,并在快速冷卻時(shi)(shi)一直保持(chi)溶(rong)解(jie)于(yu)固溶(rong)體之中。當(dang)再加熱到649~760℃時(shi)(shi),則沉(chen)淀析出,從而提高了奧(ao)(ao)氏體的(de)強度與硬度。它(ta)的(de)硬度低于(yu)馬氏體或半奧(ao)(ao)氏體PH鋼,但其仍(reng)然保持(chi)著無磁(ci)性。