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(shi)體(ti)沉淀硬化不銹(xiu)鋼(gang)
這(zhe)類鋼(gang)(gang)在固溶(rong)(rong)(rong)退火(huo)(huo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(1038~1066℃)下(xia)幾乎全(quan)(quan)部奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)化,但(dan)當冷卻到(dao)室溫(wen)(wen)(wen)時(shi),則(ze)(ze)又(you)發生奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)向(xiang)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)轉變。馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)轉變溫(wen)(wen)(wen)度(du)一般(ban)(ban)是93~150℃。當將馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)再(zai)次加熱到(dao)482~593℃時(shi),就有一種(zhong)或多(duo)種(zhong)合金元素出現沉淀(dian)硬化與強化。Mo、Cu、Ti、Nb、Al及其化合物在退火(huo)(huo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)下(xia)完(wan)全(quan)(quan)溶(rong)(rong)(rong)解,而當快速冷卻時(shi),則(ze)(ze)留在固溶(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)內(nei)產(chan)生析出相(往往是亞(ya)顯(xian)微粒子(zi)),提高(gao)了馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)硬度(du)與強度(du)。馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)PH鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)化學成分必須(xu)嚴格控(kong)制(zhi),否則(ze)(ze)在固溶(rong)(rong)(rong)退火(huo)(huo)時(shi)會出現過多(duo)的(de)(de)(de)8-鐵素體(ti)(ti)(ti)。若奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)太穩定,則(ze)(ze)又(you)會在固溶(rong)(rong)(rong)退火(huo)(huo)之后,留下(xia)過多(duo)的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)。這(zhe)兩種(zhong)傾(qing)向(xiang)皆(jie)會妨(fang)礙(ai)時(shi)效處(chu)理(li)時(shi)的(de)(de)(de)完(wan)全(quan)(quan)硬化,尤其是鋼(gang)(gang)中的(de)(de)(de)碳(tan)與氮影響明顯(xian),其來源是工廠塵埃與大氣污(wu)染。這(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)焊(han)接性良好(hao),與奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)300系列(lie)相近,焊(han)前不(bu)(bu)必預熱,裂紋傾(qing)向(xiang)性小。這(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)單層焊(han)時(shi),焊(han)縫金屬及熱影響區一般(ban)(ban)好(hao)像通(tong)過焊(han)后沉淀(dian)硬化處(chu)理(li)一樣。但(dan)多(duo)層焊(han)時(shi),則(ze)(ze)會出現組織不(bu)(bu)均一,必須(xu)進行焊(han)后的(de)(de)(de)沉淀(dian)硬化處(chu)理(li)以達到(dao)組織的(de)(de)(de)均一。焊(han)接馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)沉淀(dian)硬化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)焊(han)接材料,可以按強度(du)選(xuan)300系列(lie)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)焊(han)接材料。
2. 半奧氏體沉淀硬化不銹鋼
這(zhe)種(zhong)鋼(gang)是(shi)PH鋼(gang)中金相組(zu)織最為復雜的一種(zhong)。在(zai)固溶處(chu)理(li)或退(tui)(tui)(tui)火狀態下,這(zhe)種(zhong)鋼(gang)基(ji)本上是(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti),還有5%~20%的δ-鐵素(su)體(ti),而在(zai)以后的熱(re)處(chu)理(li)過程中,鐵素(su)體(ti)保持不(bu)變(bian)。半奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)鋼(gang)由退(tui)(tui)(tui)火溫度(du)急冷至室溫仍然保持奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)織,因為馬氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)溫度(du)低(di)于室溫:在(zai)退(tui)(tui)(tui)火狀態下,其成型性能與301不(bu)銹鋼(gang)相似。在(zai)加工(gong)制作完畢(bi)之后,它可以通過三個(ge)簡單步驟(zou)來硬化:①. 奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)化;②. 馬氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian);③. 時效硬化。
半奧氏(shi)體(ti)沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)不銹鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時無明顯的(de)裂(lie)紋傾向。至于焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)工(gong)藝,不論(lun)手工(gong)電弧焊(han)(han)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)極與(yu)非(fei)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)極氣體(ti)保護(hu)焊(han)(han)以及電阻焊(han)(han),都與(yu)一(yi)般奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)無太大區別。總的(de)來說,半奧氏(shi)體(ti)PH鋼(gang)一(yi)般皆(jie)在退火(huo)(huo)狀態下進行(xing)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie),而且母材含(han)碳量低容易焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie),不會出現冷裂(lie)紋;只有(you)當焊(han)(han)縫也要(yao)求有(you)高強度(du)時,才(cai)選用與(yu)母材成分接(jie)(jie)(jie)近(jin)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie),并在焊(han)(han)后進行(xing)全面的(de)退火(huo)(huo)與(yu)時效處理。除此(ci)以外,一(yi)般采用300系列奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料即可進行(xing)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)。
若在焊(han)接之前焊(han)件業已經過全面的退火(huo)與(yu)沉(chen)淀硬化(hua)熱處理,則在焊(han)后不論焊(han)縫金屬本身(shen)或(huo)熱影響區,皆無明顯硬化(hua)現象發生。
3. 奧氏體沉(chen)淀硬化(hua)不銹鋼
這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)的(de)合(he)金含量極高,足(zu)以使之在(zai)退火(huo)或(huo)任(ren)何一種(zhong)(zhong)時(shi)效處理(li)后仍然保(bao)持奧氏體組織。沉淀硬化相(xiang)在(zai)1093~1121℃退火(huo)時(shi),溶(rong)(rong)解于(yu)固(gu)溶(rong)(rong)體中,并在(zai)快(kuai)速冷卻時(shi)一直(zhi)保(bao)持溶(rong)(rong)解于(yu)固(gu)溶(rong)(rong)體之中。當再加熱(re)到649~760℃時(shi),則(ze)沉淀析出,從而提(ti)高了(le)奧氏體的(de)強度與硬度。它的(de)硬度低(di)于(yu)馬氏體或(huo)半奧氏體PH鋼(gang),但其仍然保(bao)持著無磁性。