17-7PH、07Cr17Ni7Al 與PH15-7Mo、07Cr15Ni7Mo2Al 系最先開發(fā)的半奧氏體沉淀硬化不銹鋼,其力學(xué)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)℃十較低溫調(diào)整處理(760℃)+時(shí)效。時(shí)效溫度為510℃,若需要較高的塑性和韌性,時(shí)效溫度可提高至565℃。


  2. 固溶處理(1063±15)℃+高溫調(diào)整處理(955℃)十時(shí)效(510℃)。必須指出,當(dāng)Ms點(diǎn)高于室溫時(shí),熱處理過程中應(yīng)注意室溫停留對(duì)奧氏體穩(wěn)定化的影響,調(diào)整處理后不得在室溫停留過長時(shí)間才進(jìn)行冷處理,應(yīng)使馬氏體轉(zhuǎn)變開始與結(jié)束的時(shí)間不超過1h,否則在隨后的時(shí)效處理時(shí)得不到應(yīng)有的力學(xué)性能。


  3. 固溶處理(1063±15)℃+冷變形十時(shí)效(482℃)。


 第(2)種熱處理制度可以獲得良好的綜合力學(xué)性能,并且有較高的高溫持久強(qiáng)度,這是因?yàn)椴捎昧溯^高的調(diào)整溫度和控制了較低的時(shí)效溫度。第(1)種熱處理制度采用較高的時(shí)效溫度,有較高的塑性和韌性。采用第(3)種熱處理制度由于綜合應(yīng)用了馬氏體相變強(qiáng)化、冷作硬化和沉淀強(qiáng)化,可得到最高的室溫和高溫短時(shí)強(qiáng)度,但塑性和韌性較低,由于冷變形組織穩(wěn)定性較低,高溫下持久強(qiáng)度下降較迅速。PH15-7Mo鋼由于含有鉬,在高溫下持久強(qiáng)度比17-7PH鋼高。


 17-7PH和PH15-7Mo鋼具有高的強(qiáng)度并得到較廣泛的應(yīng)用,但它們存在明顯的缺點(diǎn),即在σb超過1380MPa時(shí),鋼的缺口敏感性增加,經(jīng)熱處理后在315~425℃長期使用時(shí)產(chǎn)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(qiáng)度與缺口敏感性,這三種鋼經(jīng)510℃時(shí)效后的抗拉強(qiáng)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(yuǎn)高于PH14-8Mo鋼。當(dāng)三種鋼處理成具有相同的缺口敏感性時(shí),PH15-7Mo鋼可以利用的強(qiáng)度水平高于17-7PH鋼117MPa鋼,遠(yuǎn)低于PH14-8Mo鋼。缺口敏感性這一指標(biāo)可以直接反映這些鋼在海洋大氣環(huán)境條件下的抗應(yīng)力腐蝕性。



 試驗(yàn)研究證明,17-7PH和PH15-7Mo鋼在時(shí)效或加熱時(shí),相界和晶界上有碳化物或其他雜質(zhì)元素的析出物,引起鋼的塑性降低,導(dǎo)致缺口敏感性增高。PH15-7Mo鋼雖加入2.25%Mo,但并未完全改善在315~425℃的回火脆性傾向,在這個(gè)溫度范圍長時(shí)間保溫仍然會(huì)產(chǎn)生缺口敏感性。


 為克服17-7PH和PH15-7Mo鋼的上述缺點(diǎn),發(fā)展了高強(qiáng)度和高韌性的PH14-8Mo鋼,可以在保持高比強(qiáng)度的條件下,兼有優(yōu)良的韌性和中溫下的穩(wěn)定性。