沉淀硬化不銹鋼

2019-03-0810:06:55沉淀硬化不銹鋼已關(guān)閉評(píng)論

沉淀硬化不銹鋼的熱處理,一般是先經(jīng)固溶處理獲得較低的硬度后,再用不太高的加熱溫度的時(shí)效得到強(qiáng)化,所以,大量的加工可以在高溫固溶處理后完成,只留很小加工余量的情況下進(jìn)行時(shí)效硬化,避免了為防止馬氏體不銹鋼高溫加熱淬火硬化時(shí)可能產(chǎn)生的氧化、變形要加大加工留量的做法,而在回火后再加工時(shí),則去掉了熱處理有效層的弊病。

鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼有較好的耐腐蝕性,但是,不能通過(guò)熱處理方法調(diào)整機(jī)械性能,在應(yīng)用上受到限制。馬氏體不銹鋼可以通過(guò)熱處理方法在較大范圍內(nèi)調(diào)整機(jī)械性能,滿足強(qiáng)度、塑性、韌性的需要,但是,其耐腐蝕性卻不夠理想。沉淀硬化不銹鋼的出現(xiàn),彌補(bǔ)了這些不銹鋼的不足。沉淀硬化不銹鋼具有近似于奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性,又具有類同于馬氏體不銹鋼可通過(guò)熱處理方法調(diào)整機(jī)械性能的特征,從而獲得了廣泛的應(yīng)用。

沉淀硬化不銹鋼的分類和特點(diǎn)

沉淀硬化不銹鋼基本上是按固溶處理工序后所具有的組織形態(tài)和硬化機(jī)制的不同來(lái)分類的。分為馬氏體沉淀硬化不銹鋼、半奧氏體沉淀硬化不銹鋼、奧氏體沉淀硬化不銹鋼和奧氏體-鐵素體沉淀硬化不銹鋼四個(gè)類型。在我國(guó)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中列出的0Cr17Ni4Cu4Nb屬馬氏體沉淀硬化不銹鋼,0Cr17Ni7Al屬奧氏體沉淀硬化不銹鋼。

常用的沉淀硬化不銹鋼常冠以“PH”標(biāo)志(Precpitation Hardening)。如PH17-4(或17-4PH)為0Cr17Ni4Cu4Nb; PH17-7(或17-7PH)為0Cr17Ni7Al。

一、馬氏體型沉淀硬化不銹鋼

這類鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)在室溫以上,固溶處理后基本上是馬氏體組織,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行時(shí)效硬化處理。熱處理方式較簡(jiǎn)單。有的又稱其為單一處理型沉淀硬化不銹鋼。0Cr17Ni4Cu4Nb是其典型鋼號(hào),含有的主要沉淀硬化元素是銅、鈮,有的含鋁、鈦等,它們?cè)趭W氏體中的溶解度較大,而在馬氏體中的溶解度小。

這類鋼的強(qiáng)化過(guò)程是,先加熱得到奧氏體組織,其中溶入了較高含量的銅、鈮等,冷卻后獲得過(guò)飽合銅、鈮的馬氏體,得到一定程度的強(qiáng)化,再經(jīng)時(shí)效處理,通過(guò)含銅、鈮等元素的第二相析出而進(jìn)一步強(qiáng)化。

馬氏體沉淀硬化不銹鋼含碳較低,而含有足夠量的鉻、鎳,所以,具有良好的耐腐蝕性。

這類鋼可以制成鍛件或鑄件,熱軋成棒料、板材、帶材等,但冷變形困難。

二、半奧氏體型沉淀硬化不銹鋼

這類鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)很低,一般在室溫以下,固溶處理后的組織基本上是奧氏體,再一次加熱到一定溫度,使鉻等元素從奧氏體中析出,降低奧氏體的穩(wěn)定性,提高馬氏體點(diǎn)至室溫以上,冷卻后得到基本上是馬氏體的組織,材料得到一定的強(qiáng)化。亦可加一次冷處理,使材料得到更大量的馬氏體組織,獲得較大程度的強(qiáng)化,還可以通過(guò)冷加工使材料得到強(qiáng)化,在第一次基本強(qiáng)化的基礎(chǔ)上,再經(jīng)過(guò)時(shí)效處理,使第二相析出進(jìn)一步強(qiáng)化。

依據(jù)這種鋼的強(qiáng)化方式的特點(diǎn),稱其為半奧氏體沉淀硬化不銹鋼,又稱二重處理沉淀硬化不銹鋼。

0Cr17Ni7Al是這類鋼的典型鋼號(hào),以鋁或鉬作為沉淀強(qiáng)化元素。

這類鋼也具有較好的耐腐蝕性和可加工性,可以制成鍛件,鑄件或熱軋制成板材、帶材、絲材。但冷軋制加工較困難。

三、奧氏體型沉淀硬化不銹鋼

這類鋼的馬氏體點(diǎn)遠(yuǎn)低于室溫,固溶處理后得到更穩(wěn)定的奧氏體組織,基體強(qiáng)度較低,但其含有更大量的鋁、鈮、磷、鉬、錳等可形成沉淀強(qiáng)化相的元素,主要依靠第二相析出使材料得到強(qiáng)化。所以,稱為奧氏體型沉淀硬化不銹鋼。其強(qiáng)化效果低于馬氏體型和半奧氏體型沉淀硬化不銹鋼。

因含碳、磷元素較高,其熱加工性較差。

這類鋼最大的特點(diǎn)是無(wú)磁性,故被廣泛應(yīng)用于要求無(wú)磁性條件零件的制造。

四、奧氏體-鐵素體型沉淀硬化不銹鋼

這類鋼的基體組織為奧氏體和鐵素體兩相組織,添加的沉淀硬化合金元素的特點(diǎn)是易溶于奧氏體而不易溶于鐵素體,在固溶處理時(shí)過(guò)溶于鐵素體中,在時(shí)效處理時(shí)從鐵素體中析出,使鋼得到強(qiáng)化,為了保證這類鋼中鐵素體的穩(wěn)定性,較多地加入了硅、鉬元素。

這類鋼熱加工性不好,多作為鑄件使用。