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. 馬氏體沉(chen)淀(dian)硬化不銹鋼
這(zhe)類鋼(gang)在(zai)(zai)固(gu)溶(rong)退(tui)(tui)火(huo)溫(wen)度(du)(1038~1066℃)下幾乎全(quan)部奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)(hua),但(dan)當冷卻到(dao)室溫(wen)時(shi)(shi),則(ze)又發生奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)向(xiang)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)轉(zhuan)變。馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變溫(wen)度(du)一(yi)(yi)(yi)般是93~150℃。當將(jiang)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)再次加熱到(dao)482~593℃時(shi)(shi),就有一(yi)(yi)(yi)種(zhong)或多(duo)(duo)種(zhong)合金(jin)元素出(chu)現沉(chen)(chen)淀(dian)硬化(hua)(hua)(hua)與(yu)(yu)強化(hua)(hua)(hua)。Mo、Cu、Ti、Nb、Al及其化(hua)(hua)(hua)合物在(zai)(zai)退(tui)(tui)火(huo)溫(wen)度(du)下完(wan)全(quan)溶(rong)解,而當快速冷卻時(shi)(shi),則(ze)留在(zai)(zai)固(gu)溶(rong)體(ti)(ti)(ti)(ti)內產生析出(chu)相(往往是亞(ya)顯微粒子),提高了馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)硬度(du)與(yu)(yu)強度(du)。馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)PH鋼(gang)的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學成分(fen)必須嚴格控制(zhi),否(fou)則(ze)在(zai)(zai)固(gu)溶(rong)退(tui)(tui)火(huo)時(shi)(shi)會(hui)(hui)出(chu)現過多(duo)(duo)的(de)(de)8-鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)。若奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)太穩定(ding),則(ze)又會(hui)(hui)在(zai)(zai)固(gu)溶(rong)退(tui)(tui)火(huo)之后(hou)(hou),留下過多(duo)(duo)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)。這(zhe)兩種(zhong)傾向(xiang)皆會(hui)(hui)妨礙時(shi)(shi)效處(chu)理(li)時(shi)(shi)的(de)(de)完(wan)全(quan)硬化(hua)(hua)(hua),尤其是鋼(gang)中的(de)(de)碳與(yu)(yu)氮影(ying)響明(ming)顯,其來(lai)源(yuan)是工廠塵(chen)埃與(yu)(yu)大氣污染。這(zhe)種(zhong)鋼(gang)的(de)(de)焊(han)(han)接性(xing)良好,與(yu)(yu)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)300系列相近,焊(han)(han)前不(bu)(bu)必預熱,裂紋傾向(xiang)性(xing)小。這(zhe)種(zhong)鋼(gang)單層焊(han)(han)時(shi)(shi),焊(han)(han)縫金(jin)屬及熱影(ying)響區(qu)一(yi)(yi)(yi)般好像(xiang)通過焊(han)(han)后(hou)(hou)沉(chen)(chen)淀(dian)硬化(hua)(hua)(hua)處(chu)理(li)一(yi)(yi)(yi)樣。但(dan)多(duo)(duo)層焊(han)(han)時(shi)(shi),則(ze)會(hui)(hui)出(chu)現組(zu)織不(bu)(bu)均一(yi)(yi)(yi),必須進行焊(han)(han)后(hou)(hou)的(de)(de)沉(chen)(chen)淀(dian)硬化(hua)(hua)(hua)處(chu)理(li)以達到(dao)組(zu)織的(de)(de)均一(yi)(yi)(yi)。焊(han)(han)接馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)硬化(hua)(hua)(hua)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)焊(han)(han)接材料(liao),可(ke)以按強度(du)選300系列奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)接材料(liao)。
2. 半(ban)奧氏體沉淀硬化(hua)不銹鋼
這(zhe)種鋼是(shi)PH鋼中金相組織最為(wei)復雜的一種。在固(gu)溶(rong)處理或退(tui)火狀態下(xia),這(zhe)種鋼基(ji)本上是(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti),還有5%~20%的δ-鐵(tie)素體(ti),而在以后(hou)的熱處理過(guo)程中,鐵(tie)素體(ti)保(bao)持不(bu)變(bian)(bian)。半(ban)奧氏(shi)(shi)體(ti)鋼由退(tui)火溫度(du)急冷至室溫仍然保(bao)持奧氏(shi)(shi)體(ti)組織,因為(wei)馬氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian)溫度(du)低于(yu)室溫:在退(tui)火狀態下(xia),其成型性能與301不(bu)銹(xiu)鋼相似。在加工制作(zuo)完畢之后(hou),它(ta)可以通過(guo)三個簡單(dan)步驟來(lai)硬(ying)化(hua):①. 奧氏(shi)(shi)體(ti)化(hua);②. 馬氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian);③. 時效硬(ying)化(hua)。
半(ban)奧氏(shi)體沉淀硬化(hua)不(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)時無明顯的(de)裂(lie)紋傾(qing)向(xiang)。至于(yu)焊(han)(han)接(jie)(jie)工藝,不(bu)論手工電弧焊(han)(han)、熔化(hua)極與(yu)非熔化(hua)極氣體保護焊(han)(han)以(yi)及(ji)電阻焊(han)(han),都與(yu)一(yi)般奧氏(shi)體鋼(gang)無太大區別。總的(de)來說,半(ban)奧氏(shi)體PH鋼(gang)一(yi)般皆在退火(huo)(huo)狀態(tai)下進行焊(han)(han)接(jie)(jie),而且母(mu)材含碳量低容(rong)易焊(han)(han)接(jie)(jie),不(bu)會出(chu)現冷裂(lie)紋;只有當焊(han)(han)縫也(ye)要求(qiu)有高強度時,才選用與(yu)母(mu)材成分接(jie)(jie)近的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材料(liao)焊(han)(han)接(jie)(jie),并在焊(han)(han)后進行全面的(de)退火(huo)(huo)與(yu)時效處理。除此以(yi)外,一(yi)般采(cai)用300系列奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)材料(liao)即可進行焊(han)(han)接(jie)(jie)。
若在焊接(jie)之(zhi)前焊件業已(yi)經(jing)過全面的退(tui)火與(yu)沉(chen)淀(dian)硬化(hua)熱(re)處理,則(ze)在焊后不(bu)論焊縫金屬本(ben)身或熱(re)影響區,皆無明顯硬化(hua)現象發(fa)生。
3. 奧氏體沉淀硬化不銹鋼
這(zhe)種鋼的合金含量極高(gao),足以使之在(zai)退(tui)火或任何一種時效處理后仍(reng)然保(bao)持奧(ao)氏體組(zu)織。沉(chen)淀(dian)硬化相在(zai)1093~1121℃退(tui)火時,溶解于固溶體中(zhong),并在(zai)快速冷卻(que)時一直保(bao)持溶解于固溶體之中(zhong)。當再加熱(re)到649~760℃時,則沉(chen)淀(dian)析(xi)出,從而提(ti)高(gao)了(le)奧(ao)氏體的強度(du)(du)與硬度(du)(du)。它的硬度(du)(du)低(di)于馬氏體或半奧(ao)氏體PH鋼,但其仍(reng)然保(bao)持著(zhu)無磁性。