鐵素體不銹(xiu)鋼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),沉(chen)(chen)淀(dian)硬化(hua)(hua)不銹鋼(gang)最初與20世紀40年代研制出來,是(shi)增加(jia)耐腐蝕(shi)性(xing)并通(tong)過(guo)沉(chen)(chen)淀(dian)硬化(hua)(hua)來提供強度(du)的(de)(de)高強度(du)不銹鋼(gang),被用于彈簧、飛機、火箭等(deng)。早(zao)在1934年美國人獲得(de)了(le)沉(chen)(chen)淀(dian)硬化(hua)(hua)不銹鋼(gang)專利,20世紀40年代正式用于軍工,后期推(tui)廣到民用。它們最重要的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng),就是(shi)易于加(jia)工、高的(de)(de)強度(du)、較好的(de)(de)延性(xing)和(he)優異(yi)的(de)(de)耐腐蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)。


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  20世紀(ji)60年(nian)代(dai)以后(hou),一(yi)方(fang)(fang)面由于鋼(gang)種系列化(hua),標準化(hua);另一(yi)方(fang)(fang)面由于國際鎳公司(si)成功研制出馬氏體時效鋼(gang),客(ke)觀上(shang)推(tui)動了沉淀硬化(hua)不銹鋼(gang)強韌(ren)性的改善(shan)和提高,刺激了超高強度不銹鋼(gang)的發展,在利(li)用其(qi)特殊性能的各種用途中,它們就越來(lai)越顯得重要。


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 沉(chen)(chen)淀(dian)硬化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)一般按(an)其組織形態可分(fen)為四類:沉(chen)(chen)淀(dian)硬化(hua)馬氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、沉(chen)(chen)淀(dian)硬化(hua)半奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、沉(chen)(chen)淀(dian)硬化(hua)奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、奧(ao)氏(shi)(shi)體-鐵素體型沉(chen)(chen)淀(dian)硬化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。


  常用的(de)沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不銹(xiu)鋼常冠以(yi)(yi)“PH”標注,所以(yi)(yi)沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不銹(xiu)鋼也成(cheng)為PH不銹(xiu)鋼。如PH17-4(或(huo)17-4PH)為0Cr17Ni4Cu4Nb , PH17-7(或(huo)17-7PH)為0Cr17Ni7Al。在我(wo)過現有標準中列出0Cr17Ni4Cu4Nb同(tong)馬(ma)氏(shi)體沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不銹(xiu)鋼,0Cr17Ni7Al屬于奧(ao)氏(shi)體沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不銹(xiu)鋼。




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 1. 沉(chen)淀硬化(hua)馬氏(shi)體不銹鋼


  從(cong)用量(liang)上,馬氏(shi)體型(xing)沉淀硬化不(bu)銹鋼比其他類型(xing)使用得更多。由于(yu)它們在固(gu)溶-退火狀態(tai)的(de)硬度較高,它們主要以棒材(cai)(cai)、圓材(cai)(cai)、線材(cai)(cai)和(he)大型(xing)鍛件的(de)形式使用,只有(you)極少量(liang)用作板材(cai)(cai)。對這些合(he)金中(zhong)奧氏(shi)體和(he)鐵素體是(shi)這樣來平衡的(de),即在固(gu)溶熱處理和(he)冷(leng)卻(que)至室(shi)溫后,它們呈(cheng)現馬氏(shi)體狀態(tai)。


 自20世紀40年代以(yi)來,馬氏體(ti)(ti)沉淀硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)銹鋼已經(jing)發(fa)展成(cheng)為(wei)完整(zheng)的(de)系列。為(wei)保證(zheng)獲得良好(hao)的(de)耐蝕(shi)性和可焊性,馬氏體(ti)(ti)沉淀硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)銹鋼中(zhong)含(han)碳量要低,一般在0.1%以(yi)下(xia),鉻(ge)含(han)量一般17%以(yi)上(shang),并(bing)加(jia)入適(shi)量硬(ying)(ying)化(hua)元素(su)(鎳(nie)、銅、鉬、鈦和鋁等)進行強(qiang)化(hua),使(shi)其在固(gu)溶退火處理時(shi)不(bu)形成(cheng)鐵素(su)體(ti)(ti)和過量殘(can)余奧氏體(ti)(ti),不(bu)降低馬氏體(ti)(ti)開始(shi)轉變溫度,同時(shi)能更(geng)好(hao)發(fa)揮沉淀硬(ying)(ying)化(hua)元素(su)的(de)強(qiang)化(hua)效應,以(yi)彌補(bu)強(qiang)度不(bu)足,并(bing)改(gai)善耐蝕(shi)性。從改(gai)善鋼材力學(xue)性能考慮(lv),必須嚴格控制化(hua)學(xue)成(cheng)分以(yi)減(jian)少鋼中(zhong)鐵素(su)體(ti)(ti)和殘(can)余奧氏體(ti)(ti)含(han)量。這類鋼具有良好(hao)的(de)耐蝕(shi)性和抗氧化(hua)性,但合金(jin)含(han)量高,價格昂貴,目前(qian)應用在火箭和導彈上(shang),作為(wei)蒙皮材料(liao)。


  2. 沉(chen)淀(dian)硬化半奧氏體不銹鋼  


   這些合(he)金(jin)稱作(zuo)半奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)型(xing),是因為(wei)在退火(huo)(固溶(rong)處(chu)理(li))狀(zhuang)態(tai)下(xia),它(ta)們(men)基本是奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti),但通過簡單的(de)熱(re)處(chu)理(li)或者形變(bian)熱(re)處(chu)理(li),就不(bu)(bu)能轉變(bian)為(wei)馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)。為(wei)了制造這種合(he)金(jin),對奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)和(he)鐵素體(ti)之間的(de)平(ping)(ping)衡,必須保持(chi)非常嚴格的(de)控制。奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)和(he)(或者)鐵素體(ti)量太高,奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)將趨穩(wen)定(ding),而(er)不(bu)(bu)轉變(bian)成馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)。奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)平(ping)(ping)衡值(zhi)太低(di),退火(huo)狀(zhuang)態(tai)的(de)穩(wen)定(ding)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)將部分(fen)存留,或者不(bu)(bu)能產生完(wan)全的(de)馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)轉變(bian)。


 3. 沉淀(dian)硬化奧氏體不銹鋼  


  這(zhe)是一種添加碳、磷、氮、鋁、鈦、鈮、釩(fan)等元素(su)使碳化(hua)物、氮化(hua)物、磷化(hua)物存在奧(ao)(ao)氏體(ti)基體(ti)中析出進行強(qiang)化(hua)的鋼種,利用了與耐(nai)熱(re)鋼相(xiang)同的硬化(hua)機制。與奧(ao)(ao)氏體(ti)的不(bu)同之(zhi)處(chu)在于通過不(bu)同類型沉(chen)淀相(xiang)使其(qi)獲得不(bu)同高溫溫度的力學性能。


 4. 奧氏(shi)體(ti)(ti)-鐵素體(ti)(ti)型沉淀硬化不銹鋼  


  這類(lei)鋼的(de)基體(ti)(ti)(ti)組織為(wei)(wei)奧氏體(ti)(ti)(ti)和鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)兩相組織,添(tian)加(jia)的(de)沉淀硬化(hua)合金元(yuan)素(su)(su)的(de)特點是易溶(rong)(rong)于奧氏體(ti)(ti)(ti)而不(bu)易溶(rong)(rong)于鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti),在固溶(rong)(rong)處理時過于溶(rong)(rong)于鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)中,在時效處理時從鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)中析出,使鋼得(de)到(dao)強化(hua),為(wei)(wei)了保證(zheng)這類(lei)鋼中鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)穩定性(xing)(xing),較多地(di)加(jia)入了硅、鉬元(yuan)素(su)(su)。這類(lei)鋼熱加(jia)工(gong)性(xing)(xing)不(bu)好,多作為(wei)(wei)鑄(zhu)件使用。