鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)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(yu)是,沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)(bu)銹鋼最初與20世紀40年(nian)代(dai)研(yan)制出來,是增加耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性并通過沉淀(dian)硬化(hua)來提(ti)供強(qiang)度的高(gao)強(qiang)度不(bu)(bu)銹鋼,被用于(yu)彈簧、飛機、火箭(jian)等。早在1934年(nian)美國人獲得了沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)(bu)銹鋼專利(li),20世紀40年(nian)代(dai)正式用于(yu)軍(jun)工,后期推廣到民用。它們最重(zhong)要的性能(neng),就是易于(yu)加工、高(gao)的強(qiang)度、較好的延性和(he)優異(yi)的耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)。


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  20世(shi)紀(ji)60年代(dai)以后,一(yi)方面(mian)由于鋼(gang)種系列化,標準化;另一(yi)方面(mian)由于國際(ji)鎳公司成(cheng)功研制出(chu)馬氏(shi)體時效鋼(gang),客觀上推動了沉淀硬化不銹(xiu)鋼(gang)強韌性(xing)的改善(shan)和提高(gao),刺激了超高(gao)強度不銹(xiu)鋼(gang)的發展,在利用(yong)其特殊性(xing)能(neng)的各種用(yong)途中,它們就越來(lai)越顯得(de)重要。


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 沉淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)一般(ban)按其組織形態可分(fen)為四類:沉淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)、沉淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)半奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)、沉淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)、奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)-鐵素體(ti)(ti)型沉淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。


  常用的沉淀硬化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)常冠以“PH”標注,所以沉淀硬化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)也成(cheng)為PH不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。如PH17-4(或17-4PH)為0Cr17Ni4Cu4Nb , PH17-7(或17-7PH)為0Cr17Ni7Al。在我過(guo)現有標準中列出0Cr17Ni4Cu4Nb同馬氏體沉淀硬化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),0Cr17Ni7Al屬于奧(ao)氏體沉淀硬化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。




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 1. 沉(chen)淀硬(ying)化馬氏體不銹鋼


  從(cong)用量上,馬氏(shi)體(ti)型(xing)沉淀硬(ying)化不銹鋼(gang)比(bi)其他(ta)類型(xing)使(shi)用得更多。由于它(ta)們在(zai)固溶(rong)-退(tui)火狀(zhuang)態(tai)的(de)硬(ying)度(du)較(jiao)高,它(ta)們主(zhu)要以棒材、圓材、線材和(he)大型(xing)鍛件的(de)形式使(shi)用,只有極(ji)少量用作板(ban)材。對這些合金中奧氏(shi)體(ti)和(he)鐵素體(ti)是這樣來(lai)平衡(heng)的(de),即在(zai)固溶(rong)熱處(chu)理和(he)冷卻至室(shi)溫后(hou),它(ta)們呈現(xian)馬氏(shi)體(ti)狀(zhuang)態(tai)。


 自(zi)20世紀40年代以(yi)(yi)(yi)(yi)來,馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)沉淀硬(ying)(ying)化(hua)不銹鋼(gang)已經發展成(cheng)為(wei)完整的(de)系列(lie)。為(wei)保(bao)證獲得良(liang)好的(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)可焊性(xing)(xing)(xing),馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)沉淀硬(ying)(ying)化(hua)不銹鋼(gang)中(zhong)含碳(tan)量(liang)(liang)要低,一(yi)般在(zai)0.1%以(yi)(yi)(yi)(yi)下,鉻(ge)含量(liang)(liang)一(yi)般17%以(yi)(yi)(yi)(yi)上,并(bing)加入適量(liang)(liang)硬(ying)(ying)化(hua)元(yuan)素(鎳、銅、鉬、鈦和(he)(he)鋁等)進行強化(hua),使其在(zai)固溶退火處理(li)時(shi)(shi)不形成(cheng)鐵(tie)素體(ti)(ti)和(he)(he)過量(liang)(liang)殘(can)余奧氏(shi)體(ti)(ti),不降低馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)開始轉變(bian)溫度,同時(shi)(shi)能更好發揮(hui)沉淀硬(ying)(ying)化(hua)元(yuan)素的(de)強化(hua)效(xiao)應,以(yi)(yi)(yi)(yi)彌(mi)補強度不足,并(bing)改(gai)善耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)。從改(gai)善鋼(gang)材力學性(xing)(xing)(xing)能考慮,必須嚴格控(kong)制化(hua)學成(cheng)分以(yi)(yi)(yi)(yi)減(jian)少鋼(gang)中(zhong)鐵(tie)素體(ti)(ti)和(he)(he)殘(can)余奧氏(shi)體(ti)(ti)含量(liang)(liang)。這(zhe)類鋼(gang)具有良(liang)好的(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)抗氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)(xing),但合金含量(liang)(liang)高,價格昂貴,目前應用在(zai)火箭和(he)(he)導彈上,作為(wei)蒙皮材料。


  2. 沉(chen)淀硬化半奧氏體不(bu)銹鋼  


   這些合(he)金稱作半(ban)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)型,是因(yin)為(wei)在退(tui)火(固溶(rong)處(chu)理)狀(zhuang)(zhuang)態下(xia),它們基本是奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti),但(dan)通過簡單的(de)熱處(chu)理或者(zhe)形變(bian)熱處(chu)理,就不(bu)能轉變(bian)為(wei)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。為(wei)了制(zhi)造這種合(he)金,對奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)之(zhi)間(jian)的(de)平衡(heng),必須保持非常(chang)嚴格的(de)控制(zhi)。奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和(或者(zhe))鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)量太高,奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)將趨穩定(ding),而(er)不(bu)轉變(bian)成馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)平衡(heng)值太低,退(tui)火狀(zhuang)(zhuang)態的(de)穩定(ding)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)將部分(fen)存留,或者(zhe)不(bu)能產生完全的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)轉變(bian)。


 3. 沉淀(dian)硬(ying)化奧氏體不(bu)銹鋼  


  這是一種添加(jia)碳、磷、氮、鋁、鈦、鈮、釩(fan)等元(yuan)素使碳化物(wu)、氮化物(wu)、磷化物(wu)存在(zai)奧(ao)氏體(ti)基體(ti)中析(xi)出進行強化的鋼種,利用了與耐熱鋼相(xiang)同的硬化機(ji)制。與奧(ao)氏體(ti)的不同之處在(zai)于通過不同類型沉淀相(xiang)使其獲得(de)不同高溫溫度的力學性(xing)能(neng)。


 4. 奧氏(shi)體-鐵素體型沉淀硬化不銹鋼  


  這(zhe)(zhe)類鋼的(de)(de)基體(ti)組織為(wei)(wei)奧氏體(ti)和鐵素(su)(su)(su)體(ti)兩相組織,添加(jia)的(de)(de)沉淀硬(ying)化合(he)金元素(su)(su)(su)的(de)(de)特點是易溶(rong)(rong)于奧氏體(ti)而(er)不(bu)易溶(rong)(rong)于鐵素(su)(su)(su)體(ti),在(zai)固溶(rong)(rong)處理時過于溶(rong)(rong)于鐵素(su)(su)(su)體(ti)中(zhong),在(zai)時效(xiao)處理時從鐵素(su)(su)(su)體(ti)中(zhong)析出,使(shi)鋼得到強化,為(wei)(wei)了(le)保證這(zhe)(zhe)類鋼中(zhong)鐵素(su)(su)(su)體(ti)的(de)(de)穩定性,較多地加(jia)入了(le)硅、鉬元素(su)(su)(su)。這(zhe)(zhe)類鋼熱加(jia)工性不(bu)好,多作為(wei)(wei)鑄件使(shi)用。