17-7PH、07Cr17Ni7Al 與PH15-7Mo、07Cr15Ni7Mo2Al 系最先開發的半奧氏體沉淀硬化不銹鋼,其力學性能見表9.18~表9.20。這兩種鋼有三種熱處理工藝:
1. 固溶處理(1063±15)℃十較低溫(wen)調整處理(760℃)+時(shi)效。時(shi)效溫(wen)度為510℃,若(ruo)需要較高(gao)的(de)塑(su)性和(he)韌性,時(shi)效溫(wen)度可提高(gao)至565℃。
2. 固溶處理(1063±15)℃+高溫調整處理(955℃)十時效(510℃)。必須指出,當Ms點高于室溫時,熱處理過程中應注意室溫停留對奧氏體穩定化的影響,調整處理后不得在室溫停留過長時間才進行冷處理,應使馬氏體轉變開始與結束的時間不超過1h,否則在隨后的時效處理時得不到應有的力學性能。
3. 固溶處理(1063±15)℃+冷變形十(shi)時效(xiao)(482℃)。
第(di)(2)種(zhong)熱處理(li)(li)制(zhi)度(du)(du)(du)可(ke)以(yi)獲得良好的綜合(he)力學性(xing)能,并(bing)且有較(jiao)高(gao)(gao)(gao)的高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)持久(jiu)強度(du)(du)(du),這是因為采用(yong)了較(jiao)高(gao)(gao)(gao)的調整(zheng)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)和(he)控制(zhi)了較(jiao)低(di)的時效(xiao)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)。第(di)(1)種(zhong)熱處理(li)(li)制(zhi)度(du)(du)(du)采用(yong)較(jiao)高(gao)(gao)(gao)的時效(xiao)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du),有較(jiao)高(gao)(gao)(gao)的塑(su)(su)性(xing)和(he)韌性(xing)。采用(yong)第(di)(3)種(zhong)熱處理(li)(li)制(zhi)度(du)(du)(du)由于綜合(he)應用(yong)了馬氏體相變強化、冷作硬(ying)化和(he)沉淀(dian)強化,可(ke)得到最(zui)高(gao)(gao)(gao)的室溫(wen)(wen)和(he)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)短時強度(du)(du)(du),但塑(su)(su)性(xing)和(he)韌性(xing)較(jiao)低(di),由于冷變形組織穩定性(xing)較(jiao)低(di),高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)持久(jiu)強度(du)(du)(du)下(xia)(xia)降較(jiao)迅速。PH15-7Mo鋼由于含有鉬(mu),在高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)持久(jiu)強度(du)(du)(du)比(bi)17-7PH鋼高(gao)(gao)(gao)。
17-7PH和PH15-7Mo鋼具有高的強度并得到較廣泛的應用,但它們存在明顯的缺點,即在σb超過1380MPa時,鋼的缺口敏感性增加,經熱處理后在315~425℃長期使用時產生脆化傾向。表9.67為三種半奧氏體沉淀硬化不銹鋼的抗拉強度與缺口敏感性,這三種鋼經510℃時效后的抗拉強度相近,但其缺口敏感性卻大不相同,17-7PH和PH15-7Mo這兩種鋼的缺口敏感性遠高于PH14-8Mo鋼。當三種鋼處理成具有相同的缺口敏感性時,PH15-7Mo鋼可以利用的強度水平高于17-7PH鋼117MPa鋼,遠低于PH14-8Mo鋼。缺口敏感性這一指標可以直接反映這些鋼在海洋大氣環境條件下的抗應力腐蝕性。
試驗研究證明(ming),17-7PH和PH15-7Mo鋼(gang)在(zai)時效或(huo)加熱時,相(xiang)界(jie)和晶界(jie)上有碳化物或(huo)其他雜質(zhi)元素(su)的(de)(de)析出物,引(yin)起鋼(gang)的(de)(de)塑性降低,導(dao)致缺口(kou)敏感(gan)性增高。PH15-7Mo鋼(gang)雖加入(ru)2.25%Mo,但并未完全(quan)改善(shan)在(zai)315~425℃的(de)(de)回(hui)火脆性傾(qing)向,在(zai)這(zhe)個溫(wen)度范圍長時間(jian)保溫(wen)仍然會產生缺口(kou)敏感(gan)性。
為克服17-7PH和(he)PH15-7Mo鋼的(de)上(shang)述缺(que)點,發(fa)展了(le)高強度和(he)高韌(ren)性(xing)的(de)PH14-8Mo鋼,可以在保持(chi)高比強度的(de)條件下,兼有優良的(de)韌(ren)性(xing)和(he)中(zhong)溫下的(de)穩定性(xing)。