沉淀硬化不銹鋼兼有強度高、耐蝕性好的特點。其耐蝕性不但與化學成分有關,還與熱處理有關,特別是與時效溫度密切相關。微細相的析出或時效反應對耐腐蝕性有害,但能提高鋼的強度和硬度。若進行過時效處理,則對耐蝕性有益,但會降低鋼的強度。
沉淀硬化不銹鋼屬于高強度不銹鋼,在工業應用中要特別注意氫裂和應力腐蝕開裂,因為這兩種腐蝕形式對高強度和內部組織特別敏感。
在酸性H2S水溶液中,05Cr17Ni4Cu4Nb馬氏體沉淀硬化不銹鋼和07Cr17Ni7Al半奧氏體沉淀硬化不銹鋼均易發生氫脆,而且對時效溫度十分敏感,如05Cr17Ni4Cu4Nb鋼在317℃時效,易破斷,而在510℃以上溫度時效,則不斷裂。為了改善沉淀硬化不銹鋼的抗氫脆性能,采用較高溫度的時效或過時效是最好的辦法。
07Cr17Ni7Al、05Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr15Ni5Cu4Nb、07Cr15Ni7Mo2Al等沉淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)時(shi)(shi)效(xiao)組織為馬(ma)氏(shi)體(ti),耐應(ying)(ying)力腐蝕(shi)行(xing)為類似于(yu)馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。采(cai)用斷裂(lie)力學的(de)(de)方(fang)法研究(jiu)表明,沉淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)開裂(lie)的(de)(de)臨(lin)界(jie)強度(du)因子隨(sui)鋼(gang)的(de)(de)強度(du)水平的(de)(de)增高而(er)降低,而(er)且(qie)馬(ma)氏(shi)體(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)往往比半奧氏(shi)體(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)斷裂(lie)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)和抗應(ying)(ying)力腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能高得多。過(guo)時(shi)(shi)效(xiao)態(tai)(tai)的(de)(de)抗應(ying)(ying)力腐蝕(shi)開裂(lie)性(xing)(xing)(xing)能和斷裂(lie)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)均比最高強度(du)時(shi)(shi)效(xiao)態(tai)(tai)好(hao)。在(zai)決(jue)定沉淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)抗應(ying)(ying)力腐蝕(shi)開裂(lie)性(xing)(xing)(xing)能參數中,鋼(gang)的(de)(de)屈服(fu)強度(du)是(shi)一(yi)個決(jue)定性(xing)(xing)(xing)作用的(de)(de)參數。當(dang)沉淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)屈服(fu)強度(du)超過(guo)1035MPa時(shi)(shi),在(zai)海洋大氣中會呈(cheng)現應(ying)(ying)力腐蝕(shi)開裂(lie)。
典型的馬氏體沉淀硬化不銹鋼05Cr17Ni4Cu4Nb的耐蝕性比馬氏體不銹鋼好,與18-8型奧氏體不銹鋼相當。這是因為馬氏體沉淀硬化不銹鋼05Cr17Ni4Cu4Nb鋼時效析出富銅相,故在氧化性酸(如HNO3)中的時效態比固溶態的耐蝕性差,在還原性酸(如H2SO4)中耐蝕性較好。07Cr17Ni7Al半奧氏體沉淀硬化鋼的耐腐蝕性接近于05Cr17Ni4Cu4Nb鋼,在氧化性酸中耐蝕性良好,但不能用于H2SO4、HCl等還原性酸。為了改善不銹鋼在還原性酸中的耐蝕性,在鋼中加銅、鉬是有利的,故在此基礎上發展了07Cr15Ni7Mo2Al、05Cr15Ni5Cu4Nb等沉淀硬化不銹鋼。
沉淀硬(ying)化(hua)不銹鋼(gang)是(shi)一(yi)(yi)類含沉淀硬(ying)化(hua)元素(Cu、Al、Ti、Nb)的鐵鉻鎳(nie)合金,可以通過熱處(chu)理強化(hua),此類鋼(gang)具有高強度,足(zu)夠的韌性和適(shi)宜(yi)的耐蝕(shi)性。主要應用于宇航工業(ye)和一(yi)(yi)些高技術產業(ye)。