沉淀硬化鋼
沉淀硬化不銹鋼(precipitation hardening stainless steel)在不銹鋼化學(xué)成分的基礎(chǔ)上添加不同類型、數(shù)量的強化元素，通過 沉淀硬化 過程析出不同類型和數(shù)量的碳化物、氮化物、碳氮化物和金屬
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沉淀硬化不銹鋼(precipitation hardening stainless steel)在不銹鋼化學(xué)成分的基礎(chǔ)上添加不同類型、數(shù)量的強化元素，通過沉淀硬化過程析出不同類型和數(shù)量的碳化物、氮化物、碳氮化物和金屬間化合物，既提高鋼的強度又保持足夠的韌性的一類高強度不銹鋼，簡稱PH鋼。沉淀硬化不銹鋼根據(jù)其基體的金相組織可以分為馬氏體型、半奧氏體型和奧氏體型3類
圖2 0Cr17Ni4Cu4Nb鋼的熱處理工藝
圖3半奧氏體沉淀硬化不銹鋼熱處理工藝
圖4 oCr15Ni25Ti2MoAlVB鋼的熱處理工藝
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沉淀硬化不銹鋼(precipitation hardening stainless steel)在不銹鋼化學(xué)成分的基礎(chǔ)上添加不同類型、數(shù)量的強化元素，通過沉淀硬化過程析出不同類型和數(shù)量的碳化物、氮化物、碳氮化物和金屬間化合物，既提高鋼的強度又保持足夠的韌性的一類高強度不銹鋼，簡稱PH鋼。沉淀硬化不銹鋼根據(jù)其基體的金相組織可以分為馬氏體型、半奧氏體型和奧氏體型3類
根據(jù)鋼的組織可分為3類：(1)馬氏體沉淀硬化不銹鋼，以中國0Cr17Ni7TiAl和0Cr17Ni4Cu4Nb為代表。(2)半奧氏體沉淀硬化不銹鋼，以0Cr17Ni7Al、0Cr15Ni7Mo2Al為代表。(3)奧氏體沉淀硬化不銹鋼，它實際上為鐵基合金，以0Cr15Ni20Ti2MoVB、1Cr17Ni10P為代表。
設(shè)計要點 (1)馬氏體沉淀硬化不銹鋼。鋼中碳含量一般≤0.1%，但≥0.05%，目的是既有好的焊接性、耐蝕性，又具有較好的強韌性；鉻含量一般在16%～17%以保證足夠的不銹性和耐蝕性；合適的鎳、鉻當量，以便鋼中δ-鐵素體的含量處于低水平(一般≤5%)，以免損害橫向性能和降低鋼的強度。各種合金元素的鐵素體形成效果如下：
0.1%N 0.1%C 1%Ni 1%Co 1%Cu
-20 -18 -10 -6 -3
1%Mn 1%w 1%Si 1%Mo 1%Cr
-1 +8 +8 +11 +15
1%V 1%Al
+19 +38
元素的配比應(yīng)使馬氏體相變開始溫度(Ms點)在150℃以上馬氏體相變基本完成溫度，(Mf點)在50℃以上，下述經(jīng)驗公式可作計算Ms點時的參考：
Ms={75(14.6-%Cr)+110(8.9-%Ni)+3000
[0.068-%(C+N)]+60(1.33+%Mn+50
(0.17-%Si)}，℃
添加適量沉淀硬化元素如銅和鈦等以便形成ε富銅相和NiTi相等進行強化。
(2)半奧氏體沉淀硬化不銹鋼。碳含量一般在0.1%左右，為改進鑄造性能鑄造鋼的碳含量大于0.1%；他點的控制是本鋼設(shè)計的關(guān)鍵，這類鋼在固溶處理后為奧氏體組織，在此狀態(tài)下進行加工、成
形、焊接。在調(diào)整處理(碳化物析出過程)后馬氏體點升高，降到室溫后為馬氏體組織或再通過簡單的低溫處理(-72℃)后轉(zhuǎn)變成馬氏體(即馬氏體點在-72℃以上)；鉻含量一般在14%以上，以保證良好的不銹性和耐蝕性；選擇合適的鉻、鎳當量配比以降低鋼中δ-鐵素體的含量；鋼中含有適量沉淀硬化元素。如鉬、鈦、鋁、鈮、銅等。有時鋼中含鈷，這一方面可以促進鉬的強化作用，同時又不影響Ms點。
圖1 0Cr17Ni7TiAl鋼的熱處理工藝
(3)奧氏體沉淀硬化不銹鋼。選擇合適的鉻、鎳當量配比，使其形成非常穩(wěn)定的奧氏體組織；為了彌補奧
氏體強度的不足，通過加入鋁、鈦以形成Ni3Al、Ni3Ti，或加入磷形成M23(C+P)6而進行強化。
熱處理工藝 (1)馬氏體沉淀硬化不銹鋼。以O(shè)Crl7NiTiAl(Stainless W)和OCrl7Ni4Cu4Nb為例，其熱處理工藝如圖1和圖2所示。
(2)半奧氏體沉淀硬化不銹鋼。以0Cr15Ni7Mo2Al為例，其熱處理工藝如圖3所示。
(3)奧氏體沉淀硬化不銹鋼。以0Cr15Ni25Ti2MoAlVB為例其熱處理工藝
如圖4所示。
典型牌號
編輯0Cr17Ni4Cu4Nb鋼
該鋼為馬氏體沉淀硬化不銹鋼，Ms點約150℃，Mf點在30℃以下。馬氏體轉(zhuǎn)變完全與否受成分和冷卻方式影響。鋼中銅以極細小而分散的ε相彌散分布在基體上從而提高強度。H900處理時σb=1310MPa，σ0.2=1170MPa，δ5=10%，ψ=40%。該鋼具有良好的耐腐蝕性，耐蝕性優(yōu)于一般馬氏體不銹鋼，與一般奧氏體不銹鋼相近。它具有良好的切削性能，不需預(yù)熱就可以焊接并且焊后可不進行局部退火。它主要用于制造耐蝕和高強度部件如噴氣發(fā)動機壓氣機機匣及大型汽輪機末級葉片。
0Cr17Ni7Al鋼
這個牌號為半奧氏體沉淀硬化不銹鋼。它是在0Cr17Ni7這一不穩(wěn)定的奧氏體鋼中添加鋁，再經(jīng)過馬氏體轉(zhuǎn)變和析出NiAl化合物而硬化的鋼種。在RH950處理后，σb=1580MPa，σ0.2=1470MPa，δ5=6%。該鋼在氧化性酸中耐蝕性良好，而在像硫酸、鹽酸等非氧化性酸中耐蝕性差。經(jīng)A或A1750處理后的耐酸性好。而用TH、RH、CH處理后的耐酸性變差。該鋼的焊接可采用與奧氏體不銹鋼相同的焊接工藝。若采用與母材成分相同的焊條焊接，則焊縫中將出現(xiàn)大量的δ鐵素體，造成焊縫韌性的下降，因而焊條中可適當?shù)慕点t或增鎳。焊接時應(yīng)采用惰性氣體保護以防焊條中鋁的氧化。為獲得良好的焊接效率，固溶退火后的焊件，好先進行固溶處理，然后再進行調(diào)整和時效處理。該類鋼主要用于制造飛機外殼、結(jié)構(gòu)件、導(dǎo)彈的壓力容器和構(gòu)件，噴氣發(fā)動機零件、彈簧、隔膜、波紋管、天線、緊固件、測量儀表等。
0Cr15Ni25Ti2MoVB鋼
。該鋼為奧氏體沉淀硬化不銹鋼，亦即鐵鎳基高溫合金。鋼不僅在固溶態(tài)，而且在時效態(tài)均為穩(wěn)定的奧氏體組織。-般由鋼中形成金屬間化合物來達到提高強度和改善高溫性能。在時效態(tài)σb=1035MPa，σ0.2=690MPa，δ=25%，ψ=40%。該鋼高溫強度好，使用溫度可達600～700℃。650℃以下的高溫屈服強度與室溫差不多。低溫韌性良好，但存在室溫強度低，焊接性能差等缺點。
