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(shi)較(jiao)低溫調(diao)整處理(760℃)+時(shi)(shi)效(xiao)。時(shi)(shi)效(xiao)溫度為(wei)510℃,若需要(yao)較(jiao)高(gao)的塑(su)性和韌性,時(shi)(shi)效(xiao)溫度可提高(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(gu)溶(rong)處理(1063±15)℃+冷(leng)變形十時(shi)效(xiao)(482℃)。
第(2)種熱(re)處理(li)(li)制度可以獲得(de)良好的(de)(de)綜合力學性(xing)能,并且有較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)高(gao)溫(wen)持(chi)久強(qiang)度,這是因為采用了較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)調(diao)整溫(wen)度和(he)控制了較(jiao)(jiao)低的(de)(de)時(shi)效溫(wen)度。第(1)種熱(re)處理(li)(li)制度采用較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)時(shi)效溫(wen)度,有較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)塑(su)性(xing)和(he)韌性(xing)。采用第(3)種熱(re)處理(li)(li)制度由(you)于(yu)綜合應(ying)用了馬(ma)氏(shi)體(ti)相變強(qiang)化、冷(leng)(leng)作硬化和(he)沉淀強(qiang)化,可得(de)到最高(gao)的(de)(de)室(shi)溫(wen)和(he)高(gao)溫(wen)短時(shi)強(qiang)度,但塑(su)性(xing)和(he)韌性(xing)較(jiao)(jiao)低,由(you)于(yu)冷(leng)(leng)變形(xing)組織(zhi)穩(wen)定(ding)性(xing)較(jiao)(jiao)低,高(gao)溫(wen)下持(chi)久強(qiang)度下降(jiang)較(jiao)(jiao)迅速。PH15-7Mo鋼(gang)由(you)于(yu)含有鉬,在(zai)高(gao)溫(wen)下持(chi)久強(qiang)度比(bi)17-7PH鋼(gang)高(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(shi)驗研(yan)究證明,17-7PH和PH15-7Mo鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)時(shi)效或加(jia)熱時(shi),相界(jie)和晶界(jie)上(shang)有碳化物(wu)或其(qi)他雜質元素的(de)析出(chu)物(wu),引起鋼(gang)(gang)的(de)塑性(xing)降低(di),導致缺口敏(min)感性(xing)增高。PH15-7Mo鋼(gang)(gang)雖加(jia)入2.25%Mo,但并未完全(quan)改善在(zai)(zai)315~425℃的(de)回火脆性(xing)傾向,在(zai)(zai)這(zhe)個溫度范圍(wei)長時(shi)間(jian)保溫仍(reng)然(ran)會產(chan)生缺口敏(min)感性(xing)。
為(wei)克服17-7PH和PH15-7Mo鋼的(de)(de)上述(shu)缺點(dian),發展了高(gao)強度(du)和高(gao)韌(ren)性(xing)(xing)的(de)(de)PH14-8Mo鋼,可(ke)以在保持(chi)高(gao)比強度(du)的(de)(de)條(tiao)件下(xia),兼(jian)有優良的(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)和中溫(wen)下(xia)的(de)(de)穩定(ding)性(xing)(xing)。