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)氏體沉淀硬(ying)化(hua)不銹鋼
這(zhe)類鋼(gang)在固(gu)(gu)溶(rong)退(tui)火溫(wen)度(du)(du)(1038~1066℃)下幾乎全(quan)部奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)化(hua),但當冷卻(que)(que)到室溫(wen)時(shi),則又發生奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)向(xiang)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)轉(zhuan)(zhuan)變。馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變溫(wen)度(du)(du)一(yi)(yi)般是(shi)(shi)93~150℃。當將馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)再次(ci)加熱(re)到482~593℃時(shi),就(jiu)有(you)一(yi)(yi)種(zhong)或多(duo)種(zhong)合(he)金元素出(chu)現(xian)沉(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)與(yu)(yu)(yu)強化(hua)。Mo、Cu、Ti、Nb、Al及其(qi)化(hua)合(he)物在退(tui)火溫(wen)度(du)(du)下完(wan)全(quan)溶(rong)解,而當快速冷卻(que)(que)時(shi),則留(liu)在固(gu)(gu)溶(rong)體(ti)(ti)(ti)內產生析(xi)出(chu)相(往(wang)往(wang)是(shi)(shi)亞顯(xian)微粒子(zi)),提(ti)高了馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)的(de)硬(ying)度(du)(du)與(yu)(yu)(yu)強度(du)(du)。馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)PH鋼(gang)的(de)化(hua)學成分(fen)必(bi)須(xu)嚴(yan)格(ge)控制,否則在固(gu)(gu)溶(rong)退(tui)火時(shi)會出(chu)現(xian)過(guo)多(duo)的(de)8-鐵素體(ti)(ti)(ti)。若奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)太穩定,則又會在固(gu)(gu)溶(rong)退(tui)火之后(hou),留(liu)下過(guo)多(duo)的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)。這(zhe)兩種(zhong)傾(qing)向(xiang)皆會妨礙時(shi)效處理(li)時(shi)的(de)完(wan)全(quan)硬(ying)化(hua),尤其(qi)是(shi)(shi)鋼(gang)中的(de)碳(tan)與(yu)(yu)(yu)氮影響(xiang)明顯(xian),其(qi)來源是(shi)(shi)工廠(chang)塵埃(ai)與(yu)(yu)(yu)大氣污染。這(zhe)種(zhong)鋼(gang)的(de)焊(han)(han)接(jie)性(xing)良好,與(yu)(yu)(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)300系(xi)列相近(jin),焊(han)(han)前不(bu)(bu)必(bi)預(yu)熱(re),裂紋傾(qing)向(xiang)性(xing)小。這(zhe)種(zhong)鋼(gang)單層焊(han)(han)時(shi),焊(han)(han)縫金屬及熱(re)影響(xiang)區一(yi)(yi)般好像(xiang)通(tong)過(guo)焊(han)(han)后(hou)沉(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)處理(li)一(yi)(yi)樣。但多(duo)層焊(han)(han)時(shi),則會出(chu)現(xian)組織不(bu)(bu)均(jun)一(yi)(yi),必(bi)須(xu)進行焊(han)(han)后(hou)的(de)沉(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)處理(li)以(yi)達到組織的(de)均(jun)一(yi)(yi)。焊(han)(han)接(jie)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)焊(han)(han)接(jie)材料,可以(yi)按(an)強度(du)(du)選300系(xi)列奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)材料。
2. 半奧氏體沉淀硬化不銹鋼(gang)
這種(zhong)(zhong)鋼(gang)是(shi)PH鋼(gang)中(zhong)(zhong)金相(xiang)組(zu)織最為(wei)復(fu)雜的一種(zhong)(zhong)。在(zai)固溶(rong)處理或退火(huo)(huo)狀(zhuang)態下(xia),這種(zhong)(zhong)鋼(gang)基(ji)本上是(shi)奧氏體(ti)(ti),還(huan)有5%~20%的δ-鐵(tie)素體(ti)(ti),而在(zai)以后的熱處理過程中(zhong)(zhong),鐵(tie)素體(ti)(ti)保(bao)持不變。半奧氏體(ti)(ti)鋼(gang)由退火(huo)(huo)溫(wen)度急冷至室(shi)溫(wen)仍然保(bao)持奧氏體(ti)(ti)組(zu)織,因為(wei)馬氏體(ti)(ti)轉變溫(wen)度低于室(shi)溫(wen):在(zai)退火(huo)(huo)狀(zhuang)態下(xia),其成型性能與301不銹鋼(gang)相(xiang)似(si)。在(zai)加工制作完畢之后,它可以通(tong)過三個簡單步驟來硬化:①. 奧氏體(ti)(ti)化;②. 馬氏體(ti)(ti)轉變;③. 時(shi)效硬化。
半奧(ao)(ao)氏體沉淀硬化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)接時(shi)無(wu)明(ming)顯(xian)的裂紋(wen)傾(qing)向。至于焊(han)(han)接工(gong)藝,不(bu)(bu)論(lun)手(shou)工(gong)電弧焊(han)(han)、熔化(hua)極(ji)與非(fei)熔化(hua)極(ji)氣體保(bao)護焊(han)(han)以(yi)及(ji)電阻焊(han)(han),都與一(yi)(yi)般奧(ao)(ao)氏體鋼(gang)無(wu)太大區別。總的來說,半奧(ao)(ao)氏體PH鋼(gang)一(yi)(yi)般皆(jie)在退(tui)火(huo)狀(zhuang)態(tai)下進(jin)行(xing)(xing)焊(han)(han)接,而且母材含碳量低容易焊(han)(han)接,不(bu)(bu)會出現冷裂紋(wen);只有(you)當焊(han)(han)縫也要(yao)求有(you)高強度時(shi),才選(xuan)用與母材成分接近的焊(han)(han)接材料焊(han)(han)接,并(bing)在焊(han)(han)后進(jin)行(xing)(xing)全面的退(tui)火(huo)與時(shi)效處理。除此以(yi)外,一(yi)(yi)般采用300系列奧(ao)(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)接材料即可(ke)進(jin)行(xing)(xing)焊(han)(han)接。
若(ruo)在(zai)焊(han)(han)接之(zhi)前焊(han)(han)件業已經過全(quan)面的退火與沉淀(dian)硬化(hua)(hua)熱處理(li),則(ze)在(zai)焊(han)(han)后不論焊(han)(han)縫金屬本身或熱影響區,皆無明顯硬化(hua)(hua)現象發生。
3. 奧氏體沉淀硬(ying)化不(bu)銹鋼
這種(zhong)鋼的合(he)金含量(liang)極高,足以使之在退火(huo)或任何(he)一種(zhong)時(shi)效處理后仍然(ran)保(bao)持(chi)奧氏體(ti)(ti)組織。沉淀(dian)硬(ying)化(hua)相在1093~1121℃退火(huo)時(shi),溶(rong)解(jie)(jie)于(yu)固溶(rong)體(ti)(ti)中,并在快速冷卻時(shi)一直保(bao)持(chi)溶(rong)解(jie)(jie)于(yu)固溶(rong)體(ti)(ti)之中。當(dang)再加(jia)熱到649~760℃時(shi),則沉淀(dian)析出,從(cong)而提高了奧氏體(ti)(ti)的強度與硬(ying)度。它的硬(ying)度低于(yu)馬氏體(ti)(ti)或半奧氏體(ti)(ti)PH鋼,但(dan)其(qi)仍然(ran)保(bao)持(chi)著(zhu)無磁性。

