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(ma)氏體(ti)沉淀硬(ying)化不銹鋼
這類鋼(gang)在固(gu)溶(rong)退(tui)火溫度(du)(du)(du)(du)(du)(1038~1066℃)下(xia)幾乎全(quan)部奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)化(hua),但當(dang)冷卻到(dao)室溫時(shi),則又(you)(you)發生奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)向(xiang)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)轉(zhuan)變。馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變溫度(du)(du)(du)(du)(du)一(yi)(yi)般(ban)是93~150℃。當(dang)將馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)再次加熱(re)到(dao)482~593℃時(shi),就有(you)一(yi)(yi)種或多(duo)種合金元素(su)出(chu)現沉(chen)淀硬化(hua)與(yu)(yu)(yu)強化(hua)。Mo、Cu、Ti、Nb、Al及其(qi)化(hua)合物在退(tui)火溫度(du)(du)(du)(du)(du)下(xia)完(wan)全(quan)溶(rong)解(jie),而當(dang)快速冷卻時(shi),則留(liu)在固(gu)溶(rong)體(ti)(ti)(ti)內(nei)產(chan)生析出(chu)相(往往是亞顯(xian)微粒子),提高了馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)的(de)硬度(du)(du)(du)(du)(du)與(yu)(yu)(yu)強度(du)(du)(du)(du)(du)。馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)PH鋼(gang)的(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)必(bi)須嚴格控制,否則在固(gu)溶(rong)退(tui)火時(shi)會出(chu)現過多(duo)的(de)8-鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)。若(ruo)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)太穩(wen)定,則又(you)(you)會在固(gu)溶(rong)退(tui)火之后(hou),留(liu)下(xia)過多(duo)的(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)。這兩種傾(qing)向(xiang)皆會妨礙時(shi)效處理(li)時(shi)的(de)完(wan)全(quan)硬化(hua),尤(you)其(qi)是鋼(gang)中的(de)碳與(yu)(yu)(yu)氮影(ying)(ying)響明(ming)顯(xian),其(qi)來源是工廠塵埃與(yu)(yu)(yu)大氣污染。這種鋼(gang)的(de)焊接(jie)性(xing)良好(hao),與(yu)(yu)(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)300系列(lie)相近,焊前不必(bi)預熱(re),裂(lie)紋傾(qing)向(xiang)性(xing)小(xiao)。這種鋼(gang)單層(ceng)焊時(shi),焊縫金屬(shu)及熱(re)影(ying)(ying)響區(qu)一(yi)(yi)般(ban)好(hao)像(xiang)通(tong)過焊后(hou)沉(chen)淀硬化(hua)處理(li)一(yi)(yi)樣。但多(duo)層(ceng)焊時(shi),則會出(chu)現組(zu)織(zhi)不均(jun)一(yi)(yi),必(bi)須進行(xing)焊后(hou)的(de)沉(chen)淀硬化(hua)處理(li)以達(da)到(dao)組(zu)織(zhi)的(de)均(jun)一(yi)(yi)。焊接(jie)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)沉(chen)淀硬化(hua)不銹鋼(gang)的(de)焊接(jie)材料(liao),可以按強度(du)(du)(du)(du)(du)選(xuan)300系列(lie)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)焊接(jie)材料(liao)。
2. 半(ban)奧氏體沉淀(dian)硬化不銹鋼
這種(zhong)鋼是(shi)(shi)PH鋼中(zhong)金相組(zu)(zu)織最為復雜(za)的(de)一種(zhong)。在(zai)固溶處理或退(tui)火狀態(tai)下,這種(zhong)鋼基本上是(shi)(shi)奧(ao)氏(shi)體(ti),還(huan)有5%~20%的(de)δ-鐵素體(ti),而在(zai)以后的(de)熱(re)處理過程中(zhong),鐵素體(ti)保(bao)持不變。半奧(ao)氏(shi)體(ti)鋼由(you)退(tui)火溫(wen)度急冷至室溫(wen)仍然保(bao)持奧(ao)氏(shi)體(ti)組(zu)(zu)織,因為馬(ma)氏(shi)體(ti)轉變溫(wen)度低于(yu)室溫(wen):在(zai)退(tui)火狀態(tai)下,其成型(xing)性能與(yu)301不銹鋼相似。在(zai)加工制(zhi)作(zuo)完畢之后,它可以通(tong)過三(san)個簡單步驟來硬化:①. 奧(ao)氏(shi)體(ti)化;②. 馬(ma)氏(shi)體(ti)轉變;③. 時(shi)效硬化。
半(ban)奧(ao)氏體沉淀(dian)硬化(hua)不銹鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時無明顯的(de)裂紋傾向。至于焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)工藝,不論(lun)手工電弧焊(han)(han)(han)(han)、熔化(hua)極與(yu)(yu)非熔化(hua)極氣體保護焊(han)(han)(han)(han)以及電阻焊(han)(han)(han)(han),都(dou)與(yu)(yu)一般奧(ao)氏體鋼(gang)(gang)無太大區(qu)別(bie)。總的(de)來說,半(ban)奧(ao)氏體PH鋼(gang)(gang)一般皆在(zai)退火狀(zhuang)態(tai)下進行焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie),而且母材含碳量低容易焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie),不會出現冷(leng)裂紋;只有(you)當焊(han)(han)(han)(han)縫也要求有(you)高強(qiang)度時,才選用(yong)與(yu)(yu)母材成分接(jie)(jie)(jie)近(jin)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie),并在(zai)焊(han)(han)(han)(han)后進行全面的(de)退火與(yu)(yu)時效處理。除此以外(wai),一般采用(yong)300系列奧(ao)氏體不銹鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料即可進行焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)。
若在焊(han)(han)接之前焊(han)(han)件業已經過全面的退火與沉淀硬化熱(re)處理,則在焊(han)(han)后不(bu)論焊(han)(han)縫(feng)金屬本身或熱(re)影響區,皆無明(ming)顯硬化現象(xiang)發生(sheng)。
3. 奧氏(shi)體沉淀硬化(hua)不(bu)銹鋼(gang)
這種鋼的(de)合金含量極高,足以使之(zhi)在(zai)退火或(huo)任何(he)一(yi)種時(shi)效處理后仍(reng)然保(bao)持奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)織。沉淀硬(ying)化相在(zai)1093~1121℃退火時(shi),溶(rong)解于(yu)固溶(rong)體(ti)(ti)中,并在(zai)快速冷卻時(shi)一(yi)直(zhi)保(bao)持溶(rong)解于(yu)固溶(rong)體(ti)(ti)之(zhi)中。當再加熱到649~760℃時(shi),則沉淀析出,從而提高了奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)強度與硬(ying)度。它的(de)硬(ying)度低于(yu)馬氏(shi)體(ti)(ti)或(huo)半奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)PH鋼,但其仍(reng)然保(bao)持著無磁性。