沉淀硬化不(bu)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(ying)化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)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(chen)淀(dian)硬(ying)化不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)時效組織為馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti),耐應力腐蝕行為類似于(yu)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。采用斷裂力學的(de)(de)方法研究表明(ming),沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)應力腐蝕開裂的(de)(de)臨界強(qiang)度(du)因子隨鋼(gang)的(de)(de)強(qiang)度(du)水(shui)平的(de)(de)增高而降(jiang)低(di),而且馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)型不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)往(wang)往(wang)比(bi)半奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)型不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)斷裂韌性(xing)和抗(kang)(kang)應力腐蝕性(xing)能高得(de)多。過(guo)時效態的(de)(de)抗(kang)(kang)應力腐蝕開裂性(xing)能和斷裂韌性(xing)均比(bi)最高強(qiang)度(du)時效態好。在決(jue)定沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)抗(kang)(kang)應力腐蝕開裂性(xing)能參數(shu)中,鋼(gang)的(de)(de)屈(qu)服強(qiang)度(du)是一個(ge)決(jue)定性(xing)作(zuo)用的(de)(de)參數(shu)。當(dang)沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)屈(qu)服強(qiang)度(du)超過(guo)1035MPa時,在海洋大氣中會呈現應力腐蝕開裂。
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)是一類含(han)沉淀硬(ying)化(hua)元素(Cu、Al、Ti、Nb)的(de)鐵(tie)鉻鎳(nie)合金,可以通過(guo)熱處理(li)強化(hua),此類鋼(gang)具(ju)有高(gao)強度,足夠的(de)韌性(xing)和(he)適(shi)宜的(de)耐蝕性(xing)。主要應用(yong)于宇(yu)航工業(ye)和(he)一些(xie)高(gao)技術(shu)產(chan)業(ye)。