典型的沉淀硬(ying)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3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。為使上述劃分更為明確，請參考表1-8的細分與歸納。
一、沉淀硬化不銹鋼的焊接特性
1. 馬氏體沉淀硬化不銹(xiu)鋼
這類鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)固(gu)(gu)溶(rong)退(tui)火溫(wen)(wen)度(du)（1038℃~1066℃)下幾(ji)乎全部(bu)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)，但當冷(leng)卻(que)到(dao)室溫(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)，則(ze)(ze)又(you)發生奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)向馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)變。馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變溫(wen)(wen)度(du)一(yi)般是(shi)(shi)93℃~150℃.當將馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)再次(ci)加(jia)熱(re)到(dao)482℃-593℃時(shi)(shi)(shi)，就有一(yi)種(zhong)或多(duo)種(zhong)合(he)金元素出現(xian)沉淀硬化(hua)(hua)與強化(hua)(hua)。鉬、銅(tong)、鈦、鈮、鋁及(ji)其化(hua)(hua)合(he)物在(zai)退(tui)火溫(wen)(wen)度(du)下完全溶(rong)解，而當快速(su)冷(leng)卻(que)時(shi)(shi)(shi)，則(ze)(ze)留在(zai)固(gu)(gu)溶(rong)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)內產生析出相(xiang)（往往是(shi)(shi)亞顯微粒(li)子），提(ti)高了馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)硬度(du)與強度(du)。馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)PH鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學成分(fen)必須嚴格控制，否(fou)則(ze)(ze)在(zai)固(gu)(gu)溶(rong)退(tui)火時(shi)(shi)(shi)會出現(xian)過(guo)多(duo)的(de)(de)(de)(de)δ-鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。若奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)太穩定，則(ze)(ze)又(you)會在(zai)固(gu)(gu)溶(rong)退(tui)火之后(hou)，留下過(guo)多(duo)的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。這兩種(zhong)傾向皆會妨礙時(shi)(shi)(shi)效(xiao)處理時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)完全硬化(hua)(hua)，尤其是(shi)(shi)鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)(de)(de)碳與氮(dan)影響明顯，其來源是(shi)(shi)工廠塵埃與大(da)氣(qi)污染(ran)。這種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接性(xing)良好，與奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)300系(xi)列相(xiang)近，焊(han)(han)前不(bu)必預熱(re)，裂紋傾向性(xing)小(xiao)。這種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)單層焊(han)(han)時(shi)(shi)(shi)，焊(han)(han)縫(feng)金屬及(ji)熱(re)影響區(qu)一(yi)般好像通過(guo)了焊(han)(han)后(hou)沉淀硬化(hua)(hua)處理一(yi)樣。但多(duo)層焊(han)(han)時(shi)(shi)(shi)，則(ze)(ze)會出現(xian)組織不(bu)均一(yi)，必須進行焊(han)(han)后(hou)的(de)(de)(de)(de)沉淀硬化(hua)(hua)處理以(yi)達組織均一(yi)。焊(han)(han)接馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)沉淀硬化(hua)(hua)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接材(cai)(cai)料可以(yi)按強度(du)選300系(xi)列奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)接材(cai)(cai)料。
2. 半奧氏體沉淀硬(ying)化不(bu)銹鋼
這種鋼(gang)是PH鋼(gang)中金相組(zu)織最為(wei)復雜的(de)一(yi)(yi)種。在(zai)固溶(rong)處理或退(tui)火(huo)(huo)狀態(tai)下(xia)，這種鋼(gang)基本上是奧氏(shi)(shi)體(ti)，還有5%~20%的(de)8-鐵素體(ti)，而(er)在(zai)以(yi)后(hou)的(de)熱處理過程中，鐵素體(ti)保持(chi)不(bu)變(bian)。半奧氏(shi)(shi)體(ti)鋼(gang)由(you)退(tui)火(huo)(huo)溫度(du)急冷至室(shi)溫仍然保持(chi)奧氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)織，因為(wei)馬氏(shi)(shi)體(ti)轉變(bian)溫度(du)低于室(shi)溫。在(zai)退(tui)火(huo)(huo)狀態(tai)下(xia)，其(qi)成型性能與301不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)相似(si)。在(zai)加(jia)工(gong)制作完(wan)畢之后(hou)，它(ta)可以(yi)通過3個簡單(dan)步驟來硬(ying)化(hua)：①. 奧氏(shi)(shi)體(ti)化(hua)；②. 馬氏(shi)(shi)體(ti)轉變(bian)；③. 時(shi)(shi)(shi)效硬(ying)化(hua)。半奧氏(shi)(shi)體(ti)沉淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)(shi)(shi)無明(ming)顯的(de)裂(lie)紋傾向。至于焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)工(gong)藝，不(bu)論手(shou)工(gong)電弧焊(han)(han)(han)、熔化(hua)極與非熔化(hua)極氣(qi)體(ti)保護焊(han)(han)(han)以(yi)及電阻焊(han)(han)(han)，都與一(yi)(yi)般奧氏(shi)(shi)體(ti)鋼(gang)無太大區別。總的(de)說來，半奧氏(shi)(shi)體(ti)PH鋼(gang)一(yi)(yi)般皆(jie)在(zai)退(tui)火(huo)(huo)狀態(tai)下(xia)進行(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)，而(er)且母材含(han)碳量低容易(yi)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)，不(bu)會出現(xian)冷裂(lie)紋；只(zhi)有當焊(han)(han)(han)縫也要(yao)求(qiu)有高強度(du)時(shi)(shi)(shi)，才選(xuan)用(yong)與母材成分接(jie)(jie)近的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材料焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)，并在(zai)焊(han)(han)(han)后(hou)進行(xing)全面的(de)退(tui)火(huo)(huo)與時(shi)(shi)(shi)效處理。除此以(yi)外，一(yi)(yi)般采用(yong)300系列(lie)奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材料即可進行(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)。
若在焊接之前焊件業(ye)已經過全面的退火(huo)與(yu)沉淀(dian)硬(ying)化熱處理，則在焊后不論焊縫金屬(shu)本身或熱影響區(qu)，皆無明顯硬(ying)化現象發生(sheng)。
3. 奧(ao)氏(shi)體沉淀硬化不銹鋼
這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼的合金含量極高，足以使之在退(tui)火(huo)或任何一種(zhong)(zhong)時(shi)效處(chu)理后仍然保(bao)持(chi)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組織。沉淀硬(ying)(ying)化相在1093℃~1121℃退(tui)火(huo)時(shi)，將解于(yu)(yu)固溶體(ti)(ti)中，并在快速冷卻時(shi)一直保(bao)持(chi)溶解于(yu)(yu)固溶體(ti)(ti)之中。當再(zai)加熱到649℃~760℃時(shi)，則沉淀析(xi)出，從而(er)提高了(le)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的強度(du)與硬(ying)(ying)度(du)。它的硬(ying)(ying)度(du)低于(yu)(yu)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)或半奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)PH鋼，但(dan)其仍然保(bao)持(chi)著(zhu)無磁性(xing)。
二、沉淀硬(ying)化不(bu)銹鋼的焊(han)接方法與工(gong)藝
沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)焊接方法與工藝，與前面所述的(de)(de)奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)基本相同，所不(bu)同的(de)(de)僅(jin)在(zai)于焊后(hou)必須熱處理，以達到預期的(de)(de)力學性(xing)能；而這對于奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)來說，在(zai)有(you)(you)些情況下，焊后(hou)熱處理有(you)(you)時(shi)是不(bu)必要(yao)的(de)(de)。
沉淀硬化(hua)不(bu)(bu)銹鋼(gang)可以用相匹配的(de)同材(cai)(cai)質焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)(cai)料(liao)(liao)或異(yi)種(zhong)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)(cai)料(liao)(liao)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)，或者不(bu)(bu)用填充(chong)焊(han)(han)(han)絲(si)。沉淀硬化(hua)不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)，有許多(duo)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)(cai)料(liao)(liao)可供選用，但唯一最(zui)通用的(de)焊(han)(han)(han)絲(si)是業已納(na)人AWS規(gui)程的(de)630合金，見表(biao)2-10。
沉淀硬化馬氏體不(bu)銹鋼的(de)(de)焊(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)料，在要求焊(han)縫(feng)(feng)性能與(yu)母(mu)材(cai)(cai)(cai)相當時，應(ying)選(xuan)用(yong)與(yu)母(mu)材(cai)(cai)(cai)同質的(de)(de)焊(han)材(cai)(cai)(cai)，如表2-10中17-4PH的(de)(de)配套(tao)焊(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)料。如果不(bu)需要焊(han)縫(feng)(feng)與(yu)母(mu)材(cai)(cai)(cai)相當，可選(xuan)用(yong)奧氏體不(bu)銹鋼焊(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)料（如308L、347L),或采用(yong)鎳基合金焊(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)料。
選用與母材(cai)同(tong)成(cheng)分焊(han)接材(cai)料(liao)的焊(han)縫(feng)，在(zai)樹枝狀晶的馬氏體(ti)組織中，存在(zai)有少量(liang)鐵(tie)素體(ti)。少量(liang)的鐵(tie)素體(ti)和殘余奧(ao)氏體(ti)析(xi)出，增加了焊(han)縫(feng)的塑性，但強(qiang)度降低了。因(yin)此，對同(tong)材(cai)質焊(han)接材(cai)料(liao)的成(cheng)分應適當調整(zheng)，其鎳、錳應比(bi)母材(cai)略高(gao)，焊(han)后(hou)經1040℃固(gu)溶處理(li)，強(qiang)度幾乎不變，而延(yan)伸率顯著提高(gao)。
