河南沉淀硬化鋼

沉淀硬化不銹鋼，在各類不銹鋼中通過(guò)單獨(dú)或復(fù)合加入硬化元素，而獲得高韌性、高耐蝕性的一類不銹鋼 [1]  。

分類：

根據(jù)鋼中主要合金元素的含量和所加的硬化元素而分為四大類，即：

(1)馬氏體沉淀硬化不銹鋼，含碳一般低0.1%。通過(guò)加入硬化元素(銅，鋁，鈦和鋁等)進(jìn)行強(qiáng)化，以彌補(bǔ)強(qiáng)度不足。鉻含量一般高于17%，并加入適量鎳以改善耐蝕性；

(2)馬氏體時(shí)效不銹鋼，含碳不高于0.03%以維持馬氏體基體的韌性、耐蝕性、焊接性和加工性，含鉻不少12%以耐蝕性。另外還加入合金元素鈷，進(jìn)一步改善鋼的熱處理效果；

(3)半奧氏體型，即過(guò)渡型沉淀硬化不銹鋼，含鉻不少于12%。含碳低，并且以鋁作為其主要沉淀硬化元素這類型鋼比馬氏體沉淀硬化不銹鋼有更好的綜合性能；

(4)奧氏體沉淀硬化不銹鋼，是在淬火狀態(tài)和時(shí)效狀態(tài)都為穩(wěn)定奧氏體組織的不銹鋼，含鎳(高于25%)和錳都高，含鉻高于13%，以良好的耐蝕性和抗氧化性通常添加鈦、鋁、釩或磷作為沉淀硬化元素，同時(shí)加人微量硼、釩、氮等元素，以獲得優(yōu)良的綜合性能  。

特點(diǎn)：

沉淀硬化不銹鋼具有高韌性、高耐蝕性、高抗氧化性和優(yōu)良的成型性、焊接性等綜合性能。

典型牌號(hào)：

(1)0Cr17Ni4Cu4Nb鋼

該鋼為馬氏體沉淀硬化不銹鋼，Ms點(diǎn)約150℃，Mf點(diǎn)在30℃以下。馬氏體轉(zhuǎn)變完全與否受成分和冷卻方式影響。鋼中銅以細(xì)小而分散的ε相彌散分布在基體上從而提大強(qiáng)度。H900處理時(shí)σb=1310MPa，σ0.2=1170MPa，δ5=10%，ψ=40%。該鋼具有良好的耐腐蝕性，耐蝕性比一般馬氏體不銹鋼好，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(jìn)行局部退火。它主要用于制造耐蝕和部件如噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)機(jī)匣及大型汽輪機(jī)末級(jí)葉片。

(2)0Cr17Ni7Al鋼

這個(gè)牌號(hào)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(guò)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(dāng)?shù)慕点t或增鎳。焊接時(shí)應(yīng)采用惰性氣體保護(hù)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，進(jìn)行固溶處理，然后再進(jìn)行調(diào)整和時(shí)效處理。該類鋼主要用于制造飛機(jī)外殼、結(jié)構(gòu)件、導(dǎo)彈的壓力容器和構(gòu)件，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)部件、彈簧、隔膜、波紋管、天線、緊固件、測(cè)量?jī)x表等。

(3)0Cr15Ni25Ti2MoVB鋼

該鋼為奧氏體沉淀硬化不銹鋼，亦即鐵鎳基高溫合金。鋼不但在固溶態(tài)，而且在時(shí)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(lái)到改善高溫性能。在時(shí)效態(tài)σb=1035MPa，σ0.2=690MPa，δ=25%，ψ=40%。該鋼高溫強(qiáng)度好，使用溫度可達(dá)600～700℃。650℃以下的高溫屈服強(qiáng)度與室溫差不多。低溫韌性良好，但存在室溫強(qiáng)度低，焊接性能差等缺點(diǎn)。

應(yīng)用：

廣泛用于民用工業(yè)等，例如典型的沉淀硬化不銹鋼17-4P，可用來(lái)制作在370℃以下，要求耐蝕的結(jié)構(gòu)。沉淀硬化不銹鋼，在各類不銹鋼中通過(guò)單獨(dú)或復(fù)合加入硬化元素，而獲得高韌性、高耐蝕性的一類不銹鋼 [1]  。

分類：

根據(jù)鋼中主要合金元素的含量和所加的硬化元素而分為四大類，即：

(1)馬氏體沉淀硬化不銹鋼，含碳一般低0.1%。通過(guò)加入硬化元素(銅，鋁，鈦和鋁等)進(jìn)行強(qiáng)化，以彌補(bǔ)強(qiáng)度不足。鉻含量一般高于17%，并加入適量鎳以改善耐蝕性；

(2)馬氏體時(shí)效不銹鋼，含碳不高于0.03%以維持馬氏體基體的韌性、耐蝕性、焊接性和加工性，含鉻不少12%以耐蝕性。另外還加入合金元素鈷，進(jìn)一步改善鋼的熱處理效果；

(3)半奧氏體型，即過(guò)渡型沉淀硬化不銹鋼，含鉻不少于12%。含碳低，并且以鋁作為其主要沉淀硬化元素這類型鋼比馬氏體沉淀硬化不銹鋼有更好的綜合性能；

(4)奧氏體沉淀硬化不銹鋼，是在淬火狀態(tài)和時(shí)效狀態(tài)都為穩(wěn)定奧氏體組織的不銹鋼，含鎳(高于25%)和錳都高，含鉻高于13%，以良好的耐蝕性和抗氧化性通常添加鈦、鋁、釩或磷作為沉淀硬化元素，同時(shí)加人微量硼、釩、氮等元素，以獲得優(yōu)良的綜合性能  。

特點(diǎn)：

沉淀硬化不銹鋼具有高韌性、高耐蝕性、高抗氧化性和優(yōu)良的成型性、焊接性等綜合性能。

典型牌號(hào)：

(1)0Cr17Ni4Cu4Nb鋼

該鋼為馬氏體沉淀硬化不銹鋼，Ms點(diǎn)約150℃，Mf點(diǎn)在30℃以下。馬氏體轉(zhuǎn)變完全與否受成分和冷卻方式影響。鋼中銅以細(xì)小而分散的ε相彌散分布在基體上從而提大強(qiáng)度。H900處理時(shí)σb=1310MPa，σ0.2=1170MPa，δ5=10%，ψ=40%。該鋼具有良好的耐腐蝕性，耐蝕性比一般馬氏體不銹鋼好，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(jìn)行局部退火。它主要用于制造耐蝕和部件如噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)機(jī)匣及大型汽輪機(jī)末級(jí)葉片。

(2)0Cr17Ni7Al鋼

這個(gè)牌號(hào)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(guò)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(dāng)?shù)慕点t或增鎳。焊接時(shí)應(yīng)采用惰性氣體保護(hù)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，進(jìn)行固溶處理，然后再進(jìn)行調(diào)整和時(shí)效處理。該類鋼主要用于制造飛機(jī)外殼、結(jié)構(gòu)件、導(dǎo)彈的壓力容器和構(gòu)件，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)部件、彈簧、隔膜、波紋管、天線、緊固件、測(cè)量?jī)x表等。

(3)0Cr15Ni25Ti2MoVB鋼

該鋼為奧氏體沉淀硬化不銹鋼，亦即鐵鎳基高溫合金。鋼不但在固溶態(tài)，而且在時(shí)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(lái)到改善高溫性能。在時(shí)效態(tài)σb=1035MPa，σ0.2=690MPa，δ=25%，ψ=40%。該鋼高溫強(qiáng)度好，使用溫度可達(dá)600～700℃。650℃以下的高溫屈服強(qiáng)度與室溫差不多。低溫韌性良好，但存在室溫強(qiáng)度低，焊接性能差等缺點(diǎn)。

應(yīng)用：

廣泛用于民用工業(yè)等，例如典型的沉淀硬化不銹鋼17-4P，可用來(lái)制作在370℃以下，要求耐蝕的結(jié)構(gòu)。