17-7PH、07Cr17Ni7Al 與PH15-7Mo、07Cr15Ni7Mo2Al 系最先開發的半奧氏體沉淀硬化不銹鋼,其力學性能見表9.18~表9.20。這兩種鋼有三種熱處理工藝:
1. 固溶處理(li)(1063±15)℃十較(jiao)低溫(wen)調整處理(li)(760℃)+時效。時效溫(wen)度為510℃,若需要較(jiao)高的塑性(xing)和韌性(xing),時效溫(wen)度可提高至565℃。
2. 固溶處理(1063±15)℃+高溫調整處理(955℃)十時效(510℃)。必須指出,當Ms點高于室溫時,熱處理過程中應注意室溫停留對奧氏體穩定化的影響,調整處理后不得在室溫停留過長時間才進行冷處理,應使馬氏體轉變開始與結束的時間不超過1h,否則在隨后的時效處理時得不到應有的力學性能。
3. 固溶處理(1063±15)℃+冷變形十(shi)時效(482℃)。
第(2)種(zhong)熱(re)處理(li)制(zhi)度(du)可以獲(huo)得良(liang)好的綜(zong)合力學性(xing)能,并且(qie)有(you)(you)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)(gao)(gao)的高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)持久強度(du),這是因(yin)為采用(yong)了較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)(gao)(gao)的調(diao)整(zheng)溫(wen)度(du)和(he)(he)控制(zhi)了較(jiao)(jiao)低的時效(xiao)溫(wen)度(du)。第(1)種(zhong)熱(re)處理(li)制(zhi)度(du)采用(yong)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)(gao)(gao)的時效(xiao)溫(wen)度(du),有(you)(you)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)(gao)(gao)的塑(su)性(xing)和(he)(he)韌(ren)性(xing)。采用(yong)第(3)種(zhong)熱(re)處理(li)制(zhi)度(du)由(you)于綜(zong)合應(ying)用(yong)了馬氏(shi)體相變(bian)強化、冷作(zuo)硬(ying)化和(he)(he)沉淀強化,可得到最(zui)高(gao)(gao)(gao)(gao)的室溫(wen)和(he)(he)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)短時強度(du),但(dan)塑(su)性(xing)和(he)(he)韌(ren)性(xing)較(jiao)(jiao)低,由(you)于冷變(bian)形組織穩定(ding)性(xing)較(jiao)(jiao)低,高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)下持久強度(du)下降較(jiao)(jiao)迅速。PH15-7Mo鋼由(you)于含有(you)(you)鉬,在高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)下持久強度(du)比(bi)17-7PH鋼高(gao)(gao)(gao)(gao)。
17-7PH和PH15-7Mo鋼具有高的強度并得到較廣泛的應用,但它們存在明顯的缺點,即在σb超過1380MPa時,鋼的缺口敏感性增加,經熱處理后在315~425℃長期使用時產生脆化傾向。表9.67為三種半奧氏體沉淀硬化不銹鋼的抗拉強度與缺口敏感性,這三種鋼經510℃時效后的抗拉強度相近,但其缺口敏感性卻大不相同,17-7PH和PH15-7Mo這兩種鋼的缺口敏感性遠高于PH14-8Mo鋼。當三種鋼處理成具有相同的缺口敏感性時,PH15-7Mo鋼可以利用的強度水平高于17-7PH鋼117MPa鋼,遠低于PH14-8Mo鋼。缺口敏感性這一指標可以直接反映這些鋼在海洋大氣環境條件下的抗應力腐蝕性。


試驗研究(jiu)證明,17-7PH和PH15-7Mo鋼(gang)在(zai)時(shi)效或加熱時(shi),相界和晶界上有碳化物或其他雜質元(yuan)素的(de)(de)析(xi)出物,引起鋼(gang)的(de)(de)塑性(xing)降低,導致缺(que)口(kou)敏感性(xing)增高(gao)。PH15-7Mo鋼(gang)雖(sui)加入2.25%Mo,但并未完全改善在(zai)315~425℃的(de)(de)回火脆性(xing)傾向,在(zai)這個溫(wen)度范圍長(chang)時(shi)間保溫(wen)仍然會產生缺(que)口(kou)敏感性(xing)。
為(wei)克服17-7PH和(he)PH15-7Mo鋼的(de)上述缺點(dian),發展了高(gao)強度(du)(du)和(he)高(gao)韌性的(de)PH14-8Mo鋼,可以在保持高(gao)比強度(du)(du)的(de)條件下,兼有優良的(de)韌性和(he)中溫下的(de)穩(wen)定性。

