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)和硬化機制的不同來分類的。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類型。在我國現(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(PrecpitationHandening).如PH17-4(或17-4PH)為0Cr17Ni4Cu4Nb;PH17-7(或17-7PH)為0Cr17Ni7Al。
1. 馬氏體型沉淀硬化不銹鋼
這類鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變點在室溫以上,固溶處理后基本上是馬氏體組織,在此基礎(chǔ)上進行時效硬化處理。熱處理方式較簡單。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,含有的主要沉淀硬化元素是銅、鈮,有的含鋁、鈦等,它們在奧氏體中的溶解度較大,而在馬氏體中的溶解度小。這類鋼的強化過程是,先加熱得到奧氏體組織,其中溶入了較高含量的銅、鈮等,冷卻后獲得過飽合銅、鈮的馬氏體,得到一定程度的強化,再經(jīng)時效處理,通過含銅、鈮等元素的第二相析出而進一步強化。
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。
2. 半奧氏體型沉淀硬化不銹鋼
這類鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變點很低,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,獲得較大程度的強化,還可以通過冷加工使材料得到強化,在第一次基本強化的基礎(chǔ)上,再經(jīng)過時效處理,使第二相析出進一步強化。
依據(jù)這種鋼的強化方式的特點,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,以鋁或鉬作為沉淀強化元素。
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。
3. 奧氏體型沉淀硬化不銹鋼
這類鋼的馬氏體點遠低于室溫,固溶處理后得到更穩(wěn)定的奧氏體組織,基體強度較低,但其含有更大量的鋁、鈮、磷、鉬、錳等可形成沉淀強化相的元素,主要依靠第二相析出使材料得到強化。所以,稱為奧氏體型沉淀硬化不銹鋼。其強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。
這類鋼最大的特點是無磁性,故被廣泛應(yīng)用于要求無磁性條件零件的制造。
4. 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是易溶于奧氏體而不易溶于鐵素體,在固溶處理時過溶于鐵素體中,在時效處理時從鐵素體中析出,使鋼得到強化,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。