金属耐蚀材料第八讲沉淀硬化不锈钢

专题讲座

　金　属　耐　蚀　材　料

第八讲　沉淀硬化不锈钢

徐增华

(上海材料研究所,上海200437)

中图分类号:TG174.2+2/TG142.71 文献标识码:B 文章编号:10052748X(2001)0820367204

1　沉淀硬化不锈钢的化学组成和类型

1.1　沉淀硬化不锈钢的化学组成

沉淀硬化(PH)不锈钢是通过热处理析出微细的金属间化合物和某些少量碳化物以产生沉淀硬化,而获得高强度和一定耐蚀性相结合的高强不锈钢,它兼有铬镍奥氏体不锈钢耐蚀性好和马氏体铬钢强度高的优点。其化学成分除铬、镍元素以外,还含有直接或间接导致沉淀相形成的Ti、Nb、Al、Mo、Co、Cu等合金元素,且碳含量很低,一般为低碳或超低碳。高铬能使钢具有高耐蚀性和高淬透性,低碳是为了避免与铬结合降低耐蚀性,并保证钢的可焊性。镍的作用是多方面的,但主要是使钢奥氏体化,并调整钢的相变点,特别是马氏体转变温度M s,以及与其它元素形成沉淀硬化相,如Ni3Mo、Ni3Nb、Ni3Al等。钼主要增加耐蚀性和形成硬化相,如Fe2Mo、Ni3Mo及x相等。钴不形成沉淀相,其主要作用是强化基体和限制其他元素在基体中的溶解度,以及调整马氏体点和促使其他元素较多较快地形成沉淀相。

1.2　沉淀硬化不锈钢的发展及类型

自40年代以来,为适应迅速发展的航空、航天工业的需要,开发了几种沉淀硬化不锈钢,如172 4PH、1727PH、Stainless W等;而随着新兴化学工业的需要和随着火箭、宇航、原子能及海洋开发等工业的发展及真空冶炼技术的进步,并受到超低碳马氏体时效钢出现的影响,在60年代初,研制开发了马氏体时效不锈钢。现有如下几种类型:

(1)半奥氏体沉淀硬化不锈钢　其代表钢种有0Cr17Ni7Al(相当于1727PH)及0Cr15Ni7Mo2Al(相当于PH1527Mo)。这类钢是以固溶处理状态供货,其金相组织基本为奥氏体,尚含有约5%20%的铁素体。因奥氏体塑性好,容易进行冷加工成形和焊接,待加工成形后,需经特殊的中间处理,使奥氏体转变为低碳马氏体,并通过时效处理进行沉淀硬化达到更高的强度。

(2)马氏体沉淀硬化不锈钢　其代表钢种有0Cr17Ni42Cu4Nb(相当于1724PH)。这类钢以马氏体状态供货,其化学成分保证了经固溶处理后,在室温时为低碳马氏体组织。它利用马氏体相变和沉淀硬化相结合来提高钢的强度和硬度,与半奥氏体沉淀硬化不锈钢相比,热处理工艺简单,通过改变时效温度,可在相当宽的范围内调整机械性能。其耐蚀性能比普通马氏体不锈钢优越。

(3)奥氏体沉淀硬化不锈钢　其代表钢种有0Cr15Ni252Mo2TiAlV(A2286)以及1Cr17Ni10P (17210P),这类钢没有相变过程,只有通过时效处理析出金属间化合物达到强化目的。与其他类型沉淀硬化不锈钢相比,加工性能好,耐蚀性高。

(4)马氏体时效不锈钢　如00Cr14Ni6Mo2AlNb,通常以马氏体状态供货。其主要特点是含碳量很低,一般不大于0.03%,甚至达到高纯化。它利用马氏体相变,超低碳马氏体和金属间化合物相的时效硬化等相结合的方法,获得优良的综合性能,成为正在发展中的新一代高强度不锈钢。

表1和表2分别列出国内和国外沉淀硬化不锈钢的钢号及化学成分。

2　沉淀硬化不锈钢的热处理

沉淀硬化不锈钢具有复杂的显微组织,优良的综合性能,这除与化学成分有关外,主要取决于热处理工艺。其工艺较复杂,有如下一些方法。

(1)均匀化处理　对于铸、锻件来说,均匀化处理较为重要,目的是消除或减少偏析,使钢中各元素的分布趋向均匀,为以后的热处理创造有利条件。该工艺是根据钢种和需要,加热至10501200℃,保温2h以上,然后空冷。必要时可进行油淬或水

第22卷第8期2001年8月

腐蚀与防护

CORROSION&PRO TECTION

Vol.22　No.8

August2001

表1　国内沉淀硬化不锈钢的化学成分

钢号

化学成分/%

C Si Mn S P Cr Ni Mo Nb其他

类

型

相应的国外

钢号

0Cr17Ni7Al

0Cr15Ni7Mo2Al 1Cr12Ni4Mn5Mo3Al ≤0.09≤1.00≤1.00≤0.030≤0.03516.00

18.00

6.50

7.50

Al0.75

1.50

≤0.09≤1.00≤1.00≤0.030≤0.03514.00

16.00

6.50

7.50

2.00

3.00

Al0.75

1.50

≤0.09≤0.80 4.40

5.30

≤0.030≤0.03511.00

12.00

4.00

5.00

2.70

3.30

Al0.50

1.00

半

奥

氏

体

型

1727PH

PH1527Mo

0Cr17Ni4Cu4Nb 00Cr14Ni6Mo2AlNb 00Cr15Ni6Nb ≤0.07≤1.00≤1.00≤0.030≤0.03515.50

17.50

3.00

5.00

0.15

0.45

Cu3.00

5.00

≤0.03≤0.50≤0.50≤0.030≤0.03513.50

15.00

5.70

6.80

1.50

2.20

0.40

0.70

Al0.10

0.40

≤0.03≤0.50≤0.50≤0.030≤0.03514.00

15.50

5.50

6.50

0.50

0.80

马

氏

体

型

1724PH 表2　国外沉淀硬化不锈钢的化学成分

钢种

化学成分/%组织

C Si Mn Ni Cr Mo Cu Ti Al其他固溶态时效态

stainless W 1724PH Circle L217 AM23620.

0.04

0.06

0.03

0.6

0.08

0.6

0.3

0.6

1.0

4.25

3.3

2.5

0.8

0.75

0.2

0.27Nb

马氏体

析出物

AFC77 AM367 NASMA1640.15

0.03

0.025

0.15

3.5

4.5

14.5

14.0

12.5

5.0

2.0

5.0

0.5

13.0Co0.5V

15.5Co

12.5Co

马氏体

少量奥氏体

马氏体

析出物

1727PH PH1527Mo PH1428Mo 1626MoCu FV2520 AM350 AM3550.07

0.07

0.04

0.07

0.08

0.13

0.4

0.6

0.25

0.6

1.0

0.8

0.95

8.5

5.4

4.3

14.5

15.7

16.5

15.5

2.2

2.5

1.5

1.6

2.75

1.5

0.2

1.15

0.1N

奥氏体

少量铁素体

马氏体

析出物

淬。

(2)固溶处理,以字母A表示,简称A处理。　目的是使钢尽可能地软化。根据钢种加热至10201100℃,适当保温,然后水(油)淬或空冷。金相组织一般为奥氏体或马氏体。

(3)调节处理,以字母T表示,简称T处理。　T处理的目的是用调节奥氏体固溶体的实际化学成分来控制马氏体转变温度M s点。因为经固溶(A)处理后的奥氏体,在随后加热过程中,会析出碳化物,使奥氏体中实际成分发生变化(如铬、碳、氮等含量下降),稳定性降低,冷却时更容易转变为马氏体,即提高了马氏体转变温度(M s)。通过选择合适的温度和保温时间,可以控制M s点高于室温某一温度。其方法是所选加热温度一般在700800℃,保温一定时间,冷却至室温。主要组织为低碳马氏体。

(4)冷处理,用字母R表示,简称R处理。　其方法是经A处理后的钢,先经过高温调节处理(约950℃左右),只析出少量碳化物,冷却至室温时,组织仍为奥氏体,再经-78℃保持一定时间冷处理,可获得相对T处理含碳较高的马氏体。

(5)冷变形处理,用字母C表示,简称C处理。　经A处理后的奥氏体,只要成分控制适当,在室温下进行塑性变形或冷加工,也可诱发马氏体相变。要获得一定数量的马氏体,冷轧时可采用高于60%的变形量。

(6)时效处理,用字母H表示,简称H处理。　此处理是沉淀硬化不锈钢的最后热处理,目的是利用时效作用产生细小且弥散分布的沉淀相,以获

得尽可能高的强度和良好的综合力学性能。通常是根据所要求的综合力学性能,特别是强度,来选择热处理时间、温度。时效时间随钢种及工件不同而异。时效过程的沉淀硬化,还可采取分级时效,一般采用多级时效(简称MH处理),以达到更佳效果。

以上介绍了六种热处理工艺,并非每一种沉淀硬化不锈钢都要经过这六种热处理工艺,而是只选择其中几种工艺,并用符号表示。常用的热处理工艺制度代表符号有TH、RH、CH等。H后面还有数字,这数字是表示时效处理的华氏温度。例如, TH1050热处理工艺制度表示A处理后,再经T处理和565℃(华氏1050°F)H处理,处理后的状态称为TH1050状态。

3　沉淀硬化不锈钢的工艺性能

可参考相近成分的奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢的有关工艺性能。4　沉淀硬化不锈钢的耐腐蚀性能

沉淀硬化不锈钢兼有强度高、耐蚀性好的特点,这类钢的耐蚀性能,不但与成分有关,且与热处理,特别是与时效温度密切相关。微细相的析出或时效反应对耐腐蚀性能有害。但能提高钢的强度和硬度;若进行过时效处理,常对耐蚀性能有利,但会降低强度。

4.1　耐全面腐蚀性能

典型的马氏体型1724PH钢(0Cr17Ni4Cu4Nb)的耐蚀性通常与1828型奥氏体不锈钢相当,比铬不锈钢好。因1724PH钢时效析出富铜相,故在氧化性酸(如HNO3)中时效态比固溶态的耐蚀性差,在还原性酸(如H2SO4)中耐蚀性较好。1727PH钢的耐蚀性接近于1724PH钢,在氧化性酸中耐蚀性良好,但不能用于H2SO4、HCl等还原性酸中。为了

表3　典型牌号的沉淀硬化不锈钢的耐蚀性能

钢种热处理条件

腐蚀率/mm?a-1

HNO340%

H2SO4

0.05mol/L

CH3COOH

1mol/L

HCOOH

1mol/L

0Cr17Ni4Cu4Nb1040℃-10min-油冷0.28019.48000.0336 2.2736 (1724PH)1040℃-10min-油冷+450℃-1h-空冷0.291216.24000.0236 2.5984 1040℃-10min-油冷+450℃-4h-空冷0.201610.32640.0336 2.6544

1040℃-10min-油冷+480℃-1h-空冷0.2688 5.11840.0112 1.1648

1040℃-10min-油冷+480℃-4h-空冷0.29120.84000.0336 1.2544

1040℃-10min-油冷+500℃-4h-空冷0.2688 1.15360.01120.9520

1040℃-10min-油冷+550℃-4h-空冷0.2800 1.68000.0336 1.1200

1040℃-10min-油冷+580℃-4h-空冷0.2912 1.92640.0336 1.2096

1040℃-10min-油冷+620℃-4h-空冷0.2576 1.25440.0112 2.1056

1040℃-10min-油冷+650℃-4h-空冷0.2800 3.27040.0336 1.1424 0Cr17Ni7Al1050℃-10min-空冷0.2016 4.95040.0336 2.3968

(1727PH)1050℃-10min-空冷+760℃-1.5h-空冷后在

冰水中保持1h空冷

0.201611.76000.0448 2.1952

1050℃-10min-空冷+760℃-1.5h-空冷后,在

冰水中保持1h-空冷+510℃±5℃-1h-空冷

0.224049.28000.03368.2208

1050℃-10min-空冷+760℃-1.5h-空冷后,在

冰水中保持1h-空冷+566℃±5℃-1.5h-空冷

0.190412.88000.03367.1008 954℃±7℃-10min-空冷后,立即进行-73℃-

8h以上,空冷

0.145633.71200.3584 4.4800 954℃±7℃-10min-空冷后,立即进行-73℃-

8h以上,空冷,+510℃±5℃-1.5h-空冷

0.179229.79200.0336 6.3056 750℃-2h空冷0.190410.78560.1792 2.2288

0Cr19Ni9750℃-2h-空冷0.1008

0.1456

1.6464

1.9936

0.0112

1.8256

1.6128

改善在还原性酸中的耐蚀性,钢中加铜、钼是有利的。在此基础上发展了1626MoCu、PH1527Mo、AM350、AM355等钢种。表3为典型牌号的沉淀硬化不锈钢在某些介质中的耐腐蚀性能。

4.2　耐局部腐蚀性能

沉淀硬化不锈钢属于高强度不锈钢,在实际工

程应用中应特别注意两种腐蚀破坏形式;即氢脆和应力腐蚀开裂,因这两种腐蚀形式对高强度和内部组织特别敏感。

在酸性H2S水溶液中,1724PH钢和1727PH钢均易发生氢脆,且对时效温度十分敏感,如

1724PH 钢在317℃时效,则易破断,而在510℃以上温度时效,则不破断。为了改善沉淀硬化不锈钢抗氢脆性能,采用较高温度的时效或过时效,是行之有效的措施。

1727PH、1724PH、PH1527Mo和AM350等钢种,时效组织为马氏体,耐应力腐蚀行为类似于马氏体不锈钢。采用断裂力学方法研究表明,沉淀硬化不锈钢K ISCC(应力腐蚀开裂的临界强度因子)随钢的强度水平增高而降低,且马氏体型不锈钢往往比半奥氏体型不锈钢的断裂韧性和抗应力腐蚀性能高得多。过时效态的抗应力腐蚀开裂性能和断裂韧性均比最高强度时效态好。在决定沉淀硬化不锈钢抗应力腐蚀开裂性能参数中,钢的屈服强度是一个决定性作用的参数。图1为屈服强度对各种钢暴露于海洋大气中至断裂时间的影响情况。可以看出,当沉淀硬化不锈钢的屈服强度超过105kgf/mm2 (1035MPa)时,在海洋大气中会呈现应力腐蚀开裂。

图1　在海洋大气中屈服强度和各种钢在σ=75%σ0.2下

破断时间的关系

○—低合金结构钢;□—超高强度钢;△—5%Cr热加工模具钢;

■—12%Cr不锈钢; —PH不锈钢

由于沉淀硬化不锈钢在时效状态下使用,通常钢中有碳化铬及金属间相析出,硬度较高,适于制造承受腐蚀磨损的零部件。

(上接第347页)

4.2　防腐蚀涂料

无论设备结构、保温结构设计有多合理,仍然有可能发生保温层下腐蚀。因此,保证保温设备不发生腐蚀的最佳方案是设备进行保温处理前涂覆一层防腐蚀涂料。防腐蚀涂料必须具有良好的附着力、耐候性、力学性能和耐腐蚀性。涂层耐蚀性主要影响因素包括:①设备表面处理;②涂料使用步骤;③涂料性能。

对于碳钢和不锈钢设备,其使用涂料应不一样。不锈钢设备表面不得使用含溶解性氯化物的涂料,涂料中亦不能含有锌、铅、铜及其化合物。碳钢设备表面涂料一般要求:表面处理达到NACE1级表面,最低NACE2级(近白级)。

在碳钢设备表面限制使用无机富锌涂料,因为富锌涂料在封闭潮湿环境中耐蚀性不好。根据NACE6H189号出版物推荐方案,碳钢表面可使用浸没级玻璃鳞片涂料、胺固化煤焦油环氧树脂涂料及环氧2酚醛树脂涂料。

5　结　语

工艺设备采用保温结构后取得显著节能效果的同时,亦会发生保温层下腐蚀,这是由保温材料的特性所致,虽然可以从设备外形结构、保温结构设计等方面使其腐蚀性最小,但仍然无法阻断水汽、空气和污染物等渗入保温层,所以最重要的防护措施是在设备保温施工前涂覆高质量的防腐蚀涂料。

参考文献:

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关于金属材料表面处理的几种方法

【紧固件的表面处理——电镀、热镀锌、机械镀及达克罗】紧固件的表面处理，按照其产品的要求，有许多处理的方法和种类。按表面处理方法，譬如有：涂漆、电镀、化学镀、真空涂镀、浸镀、阳极氧化、化学被膜处理、化学抛光、电解抛光、镀覆、珩磨、喷砂硬化、涂层、气相沉积、渗碳、氮化、表面淬火等；按加工技术，有物理的、化学的、电加工的、机械的、冶金的等等。目前，常用的表面处理方法有以下四种，介绍如下：一、电镀：将接受电镀的部件浸于含有被沉积金属化合物的水溶液中，以电流通过镀液，使电镀金属析出并沉积在部件上。一般电镀有镀锌、铜、镍、铬、铜镍合金等，有时将染黑，磷化等也包括其中。电镀中易产生氢脆，对工件机械强度影响大。二、热镀锌（H.D.G.）：通过将碳钢部件浸没温度约为510℃的熔化锌的镀槽内完成。其结果是钢件表面上的铁锌合金渐渐变成产品外表面上的钝化锌。但因热镀中因温度过高，钢材易产生高温退火不良影响。三、机械镀(Mechanical plating): 机械镀是将活化剂、金属粉末、冲击介质（玻璃微珠）和一定量的水混合为浆料，与工件一起放入滚筒中，借助于滚筒转动产生的机械能作用，在活化剂及冲击介质（玻璃微珠）机械碰撞的共同作用下，常温下在铁基表面逐渐形成锌镀层的过程。四、达克罗(dacromet)： 1.锌铬膜（达克罗）防腐机理简述：锌铬膜（达克罗）涂复工艺是一种全新的表面处理技术，又称达克罗、达克乐、达克锈、锌铬膜（达克罗）、达克曼等。在发达国家的汽车工业、土木建筑、电力、化工、海洋工程、家用电器、铁路、公路、桥梁、地铁、隧道、造船、军事工业等多种领域已得到极为广泛的应用。我国随着该技术的逐步推广，已在汽车、电力、锚链、公路、海洋工程等方面开始大量使用，并获得了极高的评价。锌铬膜（达克罗）液是一种水基处理液，金属件可以采用浸涂、喷刷或刷涂处理，然后送进加热炉炉固化，固化温度在300℃左右，经四十五分钟到一小时的烘烤，形成锌铬膜（达克罗），铬固化时，涂膜中的水份、有机类（纤维素）物质等挥发份在挥发的同时，依靠锌铬膜（达克罗）母液中的高价铬盐

沉淀硬化不锈钢发展及五大不锈钢性能特点简单汇总

沉淀硬化不锈钢发展及五大不锈钢性能特点简单汇总前面已经述及，沉淀硬化不锈钢在室温下，钢的基体组织可以是马氏体、奥氏体以及铁素体，经过事宜热处理，在基体上沉淀（析出）金属间化合物以及碳化物、氮化物等而使不锈钢强化的一类不锈钢。目前获得广泛应用的沉淀硬化不锈钢主要分为三类，即马氏体沉淀硬化不锈钢、半奥氏体沉淀硬化不锈钢和奥氏体沉淀硬化不锈钢。此外，人们常把超低碳马氏体时效不锈钢也列入其中。发展简况虽然早在20世纪30年代人们就已了解不锈钢沉淀硬化的原理，但自从出现第一个沉淀硬化不锈钢牌号Stainless w：0Cr17Ni7AlTi后，一直到1946年也并未获得应用。此后，由于航

空、航天以及原子能和化工等对既耐腐蚀又具有高强度/重量比的钢的需求，一些新的沉淀硬化不锈钢开始陆续问世。美国将此类不锈钢列为600系列。超低碳马氏体时效不锈钢出现于20世纪60年代。它是在马氏体时效钢基础上添加铬，使钢具有不锈性而发展起来的。一般也将它列入马氏体沉淀硬化不锈钢类中。马氏体沉淀硬化不锈钢具有不稳定的奥氏体组织，固溶处理后产生马氏体相变。通过时效处理，在马氏体基体上析出第二相而使钢强化。超低碳马氏体时效不锈钢具有不锈性，在经固溶并时效后，在超低碳、高镍马氏体的基础上析出第二相而使钢强化。半奥氏体沉淀硬化不锈钢也是一种奥氏体不稳定的不锈钢，但奥氏体的稳定性要比马氏体沉淀硬化不锈钢为高。半奥氏体沉淀硬化不锈钢固溶态在室温下为奥氏体，经过冷加工过、超低温冷处理加热到750℃左右进行调整处理后，可使奥氏体转变为马氏体，然后在经过时效处理，在马氏体基体上析出第二相而钢强化。奥氏体沉淀硬化不锈钢具有温度奥氏体组织，经固溶处理后再经时效，从奥氏体基体上析出第二相而使钢强化。表7.1列出了沉淀硬化不锈钢的一些牌号和它们的化学成分标号。（转自不锈钢概论）

1高强度钢中马氏体时效钢的综述

上海大学2010～2011学年冬季学期研究生课程考试小论文课程名称：汽车刚强度钢板研究课程编号：101101909 论文题目: 高强度钢中马氏体时效钢的综述研究生姓名: 尹学号: 10721 论文评语: 成绩: 任课教师: 评阅日期:

高强度钢中马氏体时效钢的综述摘要马氏体时效钢是以无碳( 或超低碳) 铁镍马氏体为基体的经时效生产金属间化合物沉淀硬化的。超高强度钢。该钢在高强度时效处理前具有良好的成形性，时效处理几乎不变形，时效处理后有高强韧性。文中论述了典型Ni2Co2Mo2Ti2Al 马氏体时效钢和Ni2Mo2Ti(2Cr2Al) 无钴马氏体时效钢的化学成分和力学性能，阐述了马氏体时效钢在400～500 ℃时效时马氏体基体内产生大量强化效果极高、韧性损失极小的金属间化合物沉淀相的时效结构和强化机制，以及Ni、Co、Mo、Cr、Mn、Ti 等元素在马氏体时效钢中的合金化作用。概述了马氏体时效钢的生产工艺，应用和发展趋向。关键词马氏体时效钢；沉淀析出；强化机制；力学性能 The description of ultrahigh strength steel -Maraging steel Abstract Maraging steel is a kind of ultrahigh strength steel strengthened by ageing precipitation hardening of intermetallics in carbon2free or extra2low carbon ferronickel martensite matrix. It has excellent formability before ageing treatment and almost non2deforming during ageing , after ageing the steel has high strength and toughness. The chemical compositions and mechanical properties of typical Ni2Co2Mo2Ti2Al maraging steel and Ni-Mo-Ti (-Cr-Al) cobalt-free maraging steel are reviewed，and the ageing structure and strengthening mechanism of mass intermetallics precipitation phases produced in martensite matrix of maraging steel ageing at 400-500℃ which has high strengthening effect and minimal toughness loss and the alloying effect of alloy elements such as Ni ,Co ,Mo ,Cr ,Mn and Ti in maraging steel are presented in this article.The production process, application and developing trend of maraging steel are also summarized. Keyword：Maraging Steel; Precipitation; Strengthening Mechanism;Mechanical Properties 一、引言 1.1超高强度钢的背景超高强度钢一般是指屈服强度大于1380MPa的高强度结构钢。20世纪40年代中期，美国用AISI4340结构钢通过降低回火温度，使钢的抗拉强度达到1600-1900MPa。马氏体时效钢强化作用是通过马氏体相变和等温时效析出金属间化合物Ni3Mo来达到的。马氏体时效钢的基本化学成分是18％Ni-8％Co-5％Mo。随着钛含量从0.20％提高到1.4％，屈服强度可以在1375-2410MPa之间变化。为了获得高韧性，应尽量降低钢中的磷、硫、碳和氮含量。除了广泛应用的AF1410等二次硬化超高强度钢之外，为了获得更高的强度和韧性配合，美国SRG在二次硬化钢的物理冶金学研究基础上，开发了高洁净度的AerMet钢。高洁净度保证Aer-Metl00钢(0.23％C-3％Cr-11.1％Ni-13.4％Co-1.2％Mo)具备目前最佳的强度和韧性配合。AerMet310(0.25％C-2.4％Cr-11％Ni-15％Co-1.4％Mo)是最近Carpenter公司在AerMetl00的基础上开发的高强高韧钢。与AerMetl00相同，AerMet310也是双真空冶炼的含镍钴钢，它具有良好的韧性和塑性。AerMet310的抗拉强度是2172MPa，比AerMetl00高出200MPa。与Marage300相比，AerMet310的屈强比较小，因而可在断裂前吸收较多的塑

金属热处理及表面处理工艺规范

北京奇朔科贸有限公司部分金属材料热处理及表面处理工艺规范第一版编写：赵贵波审核：批准：北京奇朔科贸有限公司二零一二年六月

目录 1.0 热处理的工艺分类及代号---------------------------------------------------------------------3 1.1 基础分类-----------------------------------------------------------------------------------------------3 1.2 附加分类-----------------------------------------------------------------------------------------------3 1.3 热处理工艺代号--------------------------------------------------------------------------------------4 1.4 图样中标注热处理技术条件用符号--------------------------------------------------------------7 2.0 金属材料的热处理方法和应用目的-------------------------------------------------------8 2.1 钢的淬火-----------------------------------------------------------------------------------------------8 2.2 热处理的过程方法和应用目的--------------------------------------------------------------------9 3.0 部分金属材料的热处理规范-----------------------------------------------------------------17 3.1 渗碳钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------17 3.2 渗氮钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------------------20 3.3 调质钢的热处理工艺-------------------------------------------------------------------------------21 3.4 -弹簧钢的热处理工艺------------------------------------------------------------------------------23 3.5 轴承钢的热处理工艺-------------------------------------------------------------------------------25 3.6 合金工具钢的热处理工艺------------------------------------------------------------------------- 26 3.7 碳素工具钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------------29

马氏体不锈钢性能介绍

马氏体不锈钢马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。马氏体不锈钢是一类可以通过热处理（淬火、回火）对其性能进行调整的不锈钢，通俗地讲，是一类可硬化的不锈钢。这种特性决定了这类钢必须具备两个基本条件：一是在平衡相图中必须有奥氏体相区存在，在该区域温度范围内进行长时间加热，使碳化物固溶到钢中之后，进行淬火形成马氏体，也就是化学成分必须控制在γ或γ+α相区，二是要使合金形成耐腐蚀和氧化的钝化膜，铬含量必须在10.5%以上。按合金元素的差别，可分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢。马氏体铬不锈钢的主要合金元素是铁、铬和碳。图1-4是Fe-Cr系相图富铁部分，如Cr大于13%时，不存在γ相，此类合金为单相铁素体合金，在任何热处理制度下也不能产生马氏体，为此必须在内Fe-Cr二元合金中加入奥氏体形成元素，以扩大γ相区，对于马氏体铬不锈钢来说，C、N是有效元素，C、N元素添加使得合金允许更高的铬含量。在马氏体铬不锈钢中，除铬外，C是另一个最重要的必备元素，事实上，马氏体铬不锈耐热钢是一类铁、铬、碳三元合金。当然，还有其他元素，利用这些元素，可根据Schaeffler图确定大致的组织。铬是马氏体铬不锈钢最重要的合金元素。铬是铁素体形成元素，足够的铬可使钢变成单一的铁素体不锈钢，铬和碳的相互作用使钢在高温时具有稳定的γ 或γ+α相区，铬可以降低奥氏体向铁素体和碳化物的转变速度，从而提高淬透性；在大气H2S及氧化性酸介质中。它能提高钢的耐蚀性能，这与铬能促使生成一层铬的氧化物保护膜有关，但在还原介质中，随着铬含量的提高，钢的耐蚀性下降；铬含量的提高，钢的抗氧化性能也明显提高。碳是马氏体铬不锈钢另一重要的合金元素。为了产生马氏体相变，碳含量要视钢中的铬含量而定，一般充分考虑碳、铬两者相互关系及碳的溶解极限(见图1-5)。在给定的铬量下，碳含理提高，强度、硬度提高，塑性降低，耐蚀性下降。

沉淀硬化不锈钢

沉淀硬化不锈钢沉淀硬化不锈钢（也有称析出强化不锈钢）常用于核电宇航等工业，主要特点是一类具有超高强度的不锈钢。一般按其组织形态可分为三类:沉淀硬化马氏体不锈钢，沉淀硬化半奥氏体不锈钢，沉淀硬化奥氏体不锈钢，也有的把第一类归到马氏体不锈钢，第二类、第三类归到奥氏体不锈钢。马氏体时效不锈钢是固溶处理后，冷至室温时总是以马氏体组织存在，由固溶态再进行时效处理产生析了相而强化。也有资料把这类钢分为马氏体沉淀硬化不锈钢和马氏体时效不锈钢，在固溶态下，前者在马氏体基体中含少量的铁素体（10%左右）和少量残余奥氏体，后者为马氏体基体中只有少量的残余奥氏体，后者的韧性相对较高。沉淀硬化半奥氏体不锈钢是固溶热处理后，冷至室温时，以奥氏体组织存在，而且含有5%-20铁素体组织，但奥氏体组织不是十分稳定，通过一系列热冷处理或机械变形处理后，奥氏体转变成马氏体，再通过时效而强化。奥氏体沉淀硬化不锈钢，其组织为稳定奥氏体组织，热处

理是不能改变组织，为此，只能通过加入析出强化元素，通过时效处理而强化。沉淀硬化不锈钢力学性能除对化学成分敏感外，对热处理制度也很敏感，因而在实际生产中这类钢必须严格按照热处理工艺规程操作。常用的热处理工艺有如下几种。均匀化处理：一般指铸、锻件，在1150OC左右进行加热，促使合金元素和组织均匀化。高温固溶处理：通常在10000C以上析出相分解，使钢进行再结晶软化。调整处理：处理温度为760-10000C，调整钢中合金元素的分布，控制马氏体的相变温度。时效处理：处理温度为460-6200C。处理温度与时间对组织和力学性能影响较大，若希望获得较好的韧性，可采用较高的时效温度处理。冰变冷却处理：在一定时间内却到某一温度并保持一段时间的处理，以确定下一步进行强化或时效处理。

(完整版)不锈钢种类区别

不锈钢总区分按金相组织可分为: 铁素体不锈钢（400系），为铬不锈钢，主要代表有Gr13,G17,Gr27-30 奥氏体不锈钢（300系），铬镍不锈钢，主要代表有304,316,321等马氏体不锈钢（200系），铬锰不锈钢，碳含量高，主要代表有1Gr13等 321 ，( 1Cr18Ni9Ti ) 又称18-8 304 ，( 0Cr18Ni9 ) 304L , ( 00Cr19Ni10 ) 316 , ( 0Cr17Ni12Mo2 ) 316L , ( 00Cr17Ni14Mo2 ) 201 （17Cr4.5Ni6 主要区别： SUS201含锰，为国产不锈钢，生产主要为了节省镍 SUS321含钛 SUS316含钼，美国标号 SUS304既不含钛也不含钼 Mo2Ti既含钼又含钛性能316L最优，321/304一般，201最差奥氏体不锈钢无磁性（304/303），马氏体不锈钢有磁性（440/410）不锈钢201与304区别不锈钢201与304的区别1、规格：常用的不锈钢板材分为201和304两种型号，实际是是成分不同，304质量好一些，但价格贵，201差一些。304为进口不锈钢板,201为国产不锈钢板。2、201组成为17Cr-4.5Ni-6Mn-N，是节Ni 钢种，301钢的替代钢。经冷加工后具有磁性，用于铁路车辆。3、304组成为18Cr-9Ni，是得到最广泛应用的不锈钢、耐热钢。用于食品生产设备、昔通化工设备、核能等。4、201是含锰较高,表面很亮带有暗黑的亮,含锰较高容易生锈。304含铬较多,表面呈现哑光,不生锈.两种放在一起就有比较了。最重要的就是耐腐蚀性能不同,201的耐腐蚀性能很差,所以价格就要便宜很多.又因为201含镍低，所以价格比304的低，于是耐腐蚀性能就不如304的了。5、201与304之间的区别就是含镍的问题。而且304的价格现在都比较贵，一般都要接近50000一吨，但304的话起码可以保证在使用过程中不会生锈。（可用药水做实验）6、不锈钢不易生锈是因为在钢体表面形成富铬氧化物可保护钢体,201料属于高锰不锈钢较304硬度大高碳低镍.7、成分不同(主要从含碳，含锰，含镍，含铬几方面来区分201与304的不锈钢)钢号碳(C) 硅(Si) 锰(Mn) 磷(P) 硫(S) 铬(Cr) 镍(Ni) 钼杆(Mo) 铜(Cu)AISI(304) ≤0.08 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.045 ≤0.03 18-20 8-10 AISI(201) ≤0.15 ≤1.00 5.5-7.5 ≤0.05 ≤0.03 16-18 3.5-5.5 以上是摘抄的，说到耐疲劳，201硬度较大，韧性不如304,还是304的耐疲劳度好些。不锈钢标号分类不锈钢按金相组织分为：一、奥氏体型不锈钢(201、202、301、304、309、309S、310、310S、316、316L、317、317L、321、347、409、）二、超级奥氏体型不锈钢(904L、254 SMo)

马氏体不锈钢简介

马氏体不锈钢 1、什么是不锈钢不锈钢(Stainless Steel)是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢;而将耐化学介质腐蚀(酸、碱、盐等化学浸蚀)的钢种称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异而使他们的耐蚀性不同，普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀，而耐酸钢则一般均具有不锈性。 2、分类不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体（双相）不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。另外，可按成分分为：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。 1、铁素体不锈钢：含铬12%～30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高，耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好，但机械性能与工艺性能较差，多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀，并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点，用于硝酸及食品工厂设备，也可制作在高温下工作的零件，如燃气轮机零件等。 2、奥氏体不锈钢：含铬大于18%，还含有8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的Wc<0.08%，

钢号中标记为“0”。这类钢中含有大量的Ni和Cr，使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性和耐蚀性能，在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好，用来制作耐酸设备，如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理，即将钢加热至1050～1150℃，然后水冷，以获得单相奥氏体组织。 3、奥氏体- 铁素体双相不锈钢：兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。 4、马氏体不锈钢：强度高，但塑性和可焊性较差。马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等，因含碳较高，故具有较高的强度、硬度和耐磨性，但耐蚀性稍差，用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上，如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回火处理后使用的。 5、沉淀硬化不锈钢：基体为奥氏体或马氏体组织，沉淀硬化不锈钢的常用牌号有04Cr13Ni8Mo2Al等。其能通过沉淀硬化（又称

沉淀硬化不锈钢

沉淀硬化不锈钢 1.固溶处理经固溶处理(1000～1050℃，1h，空冷)获得的组织是奥氏体加少量铁素体，在随后500～800℃进行调整处理时，由于原子在铁素体中扩散速度要比在奥氏体中快，且铁素体内含铬量高，碳化物(Cr23C6)易沿着α(δ)和r的相界面析出，又降低了奥氏体中碳及合金元素的含量，从而提高这类钢的Ms点，使之获得更多的马氏体。α(δ)铁素体量不能过多，否则不利于热加工，也不参与马氏体转变，会降低钢的强度。 2. 沉淀硬化不锈钢的调整处理固溶处理后进行的中间处理，一般又称调整处理，目的是获得一定数量的马氏体，从而使钢强化，常用以下三种方法： (1)中间时效法(简称T处理法)固溶处理后再加热至(760±15)℃，保温90min，因有Cr23C6碳化物从奥氏体中析出，降低了奥氏体中的碳及合金元素含量，使Ms点升高到70℃，随后冷却到室温便得到马氏体+α铁素体+残余奥氏体组织，残余奥氏体在随后510℃时效才分解完。 (2)高温调整及深冷处理法(R处理法)固溶后，行先加热到950℃保温90min。由于升高了Ms点，冷却到室温，可得到少量马氏体；之后再经-70℃冷处理，保温8h，就可获得一定数量的马氏体。 (3)冷变形法(C处理法)固溶处理后，在室温下冷变形，冷变形时形成马氏体的数量与变形量及不锈钢的成分有关。一般变形量在15%～20%就能获得必要数量的马氏体，过大的变形量会使马氏体发生加工硬化，使塑性显著下降。 3.时效处理(H处理) 调整处理后，均须进行时效处理。时效处理是这类钢进行强化的另一途径。当时效温度高于400℃，会从马氏体中析出金属间化合物(如Ni3Ti等)，呈高度弥散分布，起沉淀硬化作用。一般在约500℃进行时效，可获得高的强度及硬度。

翻译_SUS630沉淀硬化不锈钢材料规范

HONEYWELL Industrial Automation & Control Division / PA62 Engineering Specification SUBJECT: Precipitation-Hardening Stainless Steel Strip Material Specification NUMBER 50002932 Prototype Issue ? 2005 Honeywell Inc Distribution ↓Initiator: Date Design Eng’r. Date Mfg. Eng’r Test Eng’r ISSUE INITIATOR DATE PAGES PARAGRAPHS A Richard Daugert 06/22/2004 RELEASED ON 0005725 B Richard Daugert 02/24/2005 1,4,5 * ECO-0012035 * Add standard copyright note to cover * Correct typo error in 6.1.0 removing “solution anneal” * Add flatness requirement 4.2.0 and reference 2.1.9 and requirement for certificate of compliance 6.1.11 * Update reference documents C Richard Daugert 03/29/2007 All * Correct used-in information * Update reference documents * Update flatness requirement * Make improvements to Certificate of Conformance requirements * Add dual dimensions. * Make other minor corrections or improvements as marked. ECO 0030105 COPYRIGHT 2005, HONEYWELL INTERNATIONAL INC. NEITHER THIS DOCUMENT NOR THE INFORMATION CONTAINED HEREIN SHALL BE REPRODUCED, USED OR DISCLOSED TO OTHERS WITHOUT THE WRITTEN AUTHORIZATION OF HONEYWELL. USE, DUPLICATION, OR DISCLOSURE OF THIS DOCUMENT IS SUBJECT TO THE RESTRICTIONS SET FORTH IN A WRITTEN AGREEMENT. NOTHING CONTAINED HEREIN SHALL BE CONSTRUED AS CONFERRING BY IMPLICATION, ESTOPPEL, OR OTHERWISE ANY LICENSE TO ANY PATENT, TRADEMARK, COPYRIGHT OR OTHER INTELLECTUAL PROPERTY RIGHT OF HONEYWELL OR ANY THIRD PARTY.

金属件常用表面处理方法

金属件常用表面处理方法自行车常用的表面处理方式分类 1.涂装，包含电泳涂装、静电涂装、手工涂装、静电粉末涂装及流化床粉末涂装等； 2.电镀，常用的有普通镀锌（台资企业叫UCP，有蓝锌与白锌）、彩色镀锌、镀铬（又叫CP，有亮面与雾面之分）； 3. 化学镀，主要用于塑料件，先在工件表面化学镀一层铜或镍，然后再进行后续的电镀，最后一层大多为镀铬； 4. 阳极氧化、电解着色或染色，主要是针对有色金属之铝合金，以及现在新兴起的镁合金，处理后表面形成一层致密的氧化膜，可以是金属本色，也可以染成不同的颜色，由于具有坚硬耐磨，耐腐蚀性优良的特点，一般外边不在涂装油漆或粉末； 5. 抛光、磨花、拉丝，也是针对铝合金的一种处理方式，通过机械（手工或震动抛光）或化学的（三酸或两酸化学抛光或电化学抛光）处理方式，使得铝合金表面微观变得平整，达到不同级别的平滑光亮效果，然后喷透明漆，或继续在抛光的工件表面磨花或拉丝等处理后改变外观效果再进行涂装； 6. 防锈磷化与发黑处理，不具有装饰性，目的就是为了提高工件的防锈性能，主要用在花鼓、轴承的处理； 7. 达克罗处理，又叫达克锈处理或锌铬膜，即片状锌基铬盐防护涂层，是国际上金属表面处理的一种高新技术，一种防锈性能很好的涂装方式，达克罗不用电沉积方法而将工件直接浸入达克罗处理液中，或用刷涂、静电喷涂法使处理液粘附于工件表面，然后经烧结而成的含锌、铝及铬元素的无机转化膜。主要用在小零件的防锈处理上，如螺丝螺帽等，也可应用在链条、支撑、泥除脚、车首竖杆、货架、停车架 ED电著处理意思金属表面电着色一般来说,电镀的成膜物质是金属,电泳的成膜物质是树脂. 非金属(如塑料)可以电泳,但要求先电镀,再电泳,因为塑料的耐温较低,对电泳漆的选择就要多注意了 BED电泳, -----电泳的成膜物质是树脂

不锈钢析出相分析

不锈钢析出相分析姜凤琴　余卫华 (钢铁研究所) 摘　要　通过对不锈钢析出相分析所常用的一些电解液的分析比较,选取最佳电解液及电解制度对不锈钢析出相标准样品进行了相分析,得到了满意的结果,证明了所选电解液及电解制度在不锈钢析出相分析中的可行性。关键词　不锈钢　相分析　电解 1　前　言不锈钢为一种用途广泛的钢种。其中存在的合金元素使不锈钢具有良好的机械性能,耐磨性能及抗蚀能力。为了深入了解合金元素对钢性能的影响,有必要知道这些元素在钢中的存在状态,这就需要对不锈钢进行相分析。2　实验部分 2.1　钢种及化学成分为了验证分析方法的可靠性,我们选用不锈钢析出相标样作为实验钢种,此标样系由太钢钢研所研制,钢种为1C r18N i9T i,化学成分见表1。 2.2　析出相类型表1　试样化学成分元　素C Si M n P S N i C r M o T i N O 含量,%0.0390.600.820.0230.0159.7118.430.0520.430.01430.0027 钢种经X—射线进行相鉴定,析出的主要为M23C6(M:C r,Fe),T i N、T i C、T i2CS和少量的C r2N。 2.3　电解液及电解制度电解液组成:1%四甲基氯化铵+10%乙酰丙酮—甲醇电解制度:电流密度:25～30mA c m2 电解时间:50m in。电解温度:-5℃～0℃ 2.4　M23C6(M:Cr,Fe)与Cr2N的分离方法为了测定M23C6中的C r含量,有必要将姜凤琴,女,工程师C r2N与M23C6分开,M23C6在稀酸强氧化性的溶液中容易钝化,而C r2N在热酸性溶液中容易分解,因此,我们用稀H2SO4与H2O2混合溶液,水浴加热30m in便可将C r2N分解而保留M23C6,达到分离目的。 2.5　元素分析方法 C r:二苯碳酰二肼光度法 T i:二氨替吡啉甲烷光度法 N:萘氏试剂蒸馏分离光度法 S:高频燃烧红外吸收法 Fe:邻菲罗啉光度法 2.6　析出相定量分析棒状—电解—电解残渣—酸溶 ? 3 4 ? Sep.　1996 W ISCO T ECHNOLO GY

金属材料表面处理

哪些油脂是皂化油脂，哪些是非皂化油脂？答：油脂可分为皂化油脂和非皂化油脂两类。皂化性油脂是不同脂肪酸的甘油酯，它们能与碱发生皂化反应，生成可溶于水的肥皂和甘油，如各种动植物油脂；非皂化性油脂是各种碳氢化合物，它们不能与碱发生皂化反应，故不溶于各种碱溶液，如机油、柴油、凡士林等矿物质。哪些有机溶剂和无机溶剂可用于金属表面脱脂？答：有机溶剂脱脂是一种比较常用的金属材料脱脂方法，它是利用有机溶剂对两类油脂均有的物理溶解作用油脂。常用的脱脂剂包括汽油、煤油、酒精、丙酮、二甲苯、三氯乙烯、四氯化碳等，其中汽油、煤油价格便宜，溶解油污能力较强，毒性小，是一种用量大、应用普遍的有机溶剂。无机溶剂：氢氧化钠，呈强碱性，具有很强的皂化作用但对金属有一定的氧化和腐蚀作用。碳酸钠，呈弱碱性，皂化作用弱，但对油脂层有缓慢湿润和分散的作用，且对金属无腐蚀作用。磷酸三钠，呈弱碱性，有一定的皂化能力和缓冲pH值的作用，它又是一种良好的乳化剂，但对环境有污染。硅酸钠，俗称水玻璃或泡花碱，呈弱碱性，有较好的活化作用、较强的乳化能力和一定的皂化能力。乳化剂，凡是能促进乳化作用的物质都可以作为乳化剂。常用的乳化剂有OP-10、6501、6503洗净剂、三乙醇胺油酸皂、TX-10等，它们中都含有一种或几种表面活性物质，故也称为表面活性剂。经酸洗或浸蚀后的工件，若不能马上进入下道工序应如何处理？答：涂油。经过脱脂和浸蚀的工件表面活性很高，更容易生锈和受腐蚀，若不能立即进行表面处理或转入下道工序时，工件将再次锈蚀，影响表面处理质量，所以应进行工序间防锈处理。什么是奥氏体，索氏体，马氏体？答：奥氏体（Austenite）也称为沃斯田铁或?-Fe，是钢铁的一种显微组织，通常是?-Fe中固溶少量碳的无磁性固溶体。 γ－Fe为面心立方晶体，其最大空隙为0.51×10－8cm，略小于碳原子半径，因而它的溶碳能力比α－Fe大，在1148℃时，γ－Fe最大溶碳量为2.11%，随着温度下降，溶碳能力逐渐减小，在727℃时其溶碳量为0.77%。碳溶解在γ铁中形成的一种间隙固溶体，呈面心立方结构，无磁性。奥氏体是一般钢在高温下的组织，其存在有一定的温度和成分范围。有些淬火钢能使部分奥氏体保留到室温，这种奥氏体称残留奥氏体。在合金钢中除碳之外，其他合金元素也可溶于奥氏体中，并扩大或缩小奥氏体稳定区的温度和成分范围。例如，加入锰和镍能将奥氏体临界转变温度降至室温以下，使钢在室温下保持奥氏体组织，即所谓奥氏体钢。索氏体钢经正火或等温转变所得到的铁素体与渗碳体的机械混合物。索氏体组织属于珠光体类型的组织，但其组织比珠光体组织细。索氏体具有良好的综合机械性能。将淬火钢在450-600℃进行回火，所得到的索氏体称为回火索氏体（tempered sorbite）。回火索氏体中的碳化物分散度很大，呈球状。故回火索氏体比索氏体

沉淀硬化不锈钢

沉淀硬化不锈钢沉淀硬化不锈钢(Crecipitation hardening stainless steel) 在不锈钢化学成分的基础上添加不同类型、数量的强化元素，通过沉淀硬化过程析出不同类型和数量的碳化物、氮化物、碳氮化物和金属间化合物，既提高钢的强度又保持足够的韧性的一类高强度不锈钢，简称PH钢。分类根据钢的组织可分为3类：(1)马氏体沉淀硬化不锈钢，以中国0Cr17Ni7TiAl和0Cr17Ni4Cu4Nb 为代表。(2)半奥氏体沉淀硬化不锈钢，以0Cr17Ni7Al、0Cr15Ni7Mo2Al为代表。(3)奥氏体沉淀硬化不锈钢，它实际上为铁基高温合金，以0Cr15Ni20Ti2M0.B、1Cr17Ni10P为代表。设计要点(1)马氏体沉淀硬化不锈钢。钢中碳含量一般≤0.1％，但≥0.05％，目的是既有好的焊接性、耐蚀性，又具有较好的强韧性；铬含量一般在16％～17％以保证足够的不锈性和耐蚀性；合适的镍、铬当量，以便钢中δ-铁素体的含量处于最低水平(一般≤5％)，以免损害横向性能和降低钢的强度。各种合金元素的铁素体形成效果如下： 0.1％N 0.1％C 1％Ni 1％Co 1％Cu -20 -18 -10 -6 -3 1％Mn 1％w 1％Si 1％Mo 1％Cr -1 +8 +8 +11 +15 1％V 1％Al +19 +38 元素的配比应使马氏体相变开始温度(Ms点)在150℃以上马氏体相变基本完成温度，(Mf点)在50℃以上，下述经验公式可作计算Ms点时的参考： Ms={75(14.6-％Cr)+110(8.9-％Ni)+3000 [0.068-％(C+N)]+60(1.33+％Mn+50 (0.17-％Si)}，℃ 添加适量沉淀硬化元素如铜和钛等以便形成ε富铜相和NiTi相等进行强化。 (2)半奥氏体沉淀硬化不锈钢。碳含量一般在0.1％左右，为改进铸造性能铸造钢的碳含量大于0.1％；他点的控制是本钢设计的关键，这类钢在固溶处理后为奥氏体组织，在此状态下进行加工、成形、焊接。在调整处理(碳化物析出过程)后马氏体点升高，降到室温后为马氏体组织或再通过简单的低温处理(-72℃)后转变成马氏体(即马氏体点在-72℃以上)；铬含量一般在14％以上，以保证良好的不锈性和耐蚀性；选

沉淀硬化不锈钢

沉淀硬化不锈钢该钢是一种马氏体沉淀硬化不锈钢它的强度是通过马氏体相变和时效处理的沉淀硬化来达到的。由于此钢低碳，高铬，且含铜，故其耐蚀性较Cr13型及9Cr18，1Cr17Ni2等马氏体钢为好。但较难进行深度的冷成型。多用作既要求有不锈性及耐弱酸，碱，盐腐蚀又要求高强度的部件。化学成分： 0Cr17Ni4Cu4Nb钢的化学成分： C Si Mn Cr Ni Cu Nb S P <=0.07 <=1.0 <=1.0 15.5~17.5 3.0~5.0 3.0~5.0 0.15~0.45 <=0.030 <=0.035 力学性能：该钢的室温力学性能见下表热处理制度 ób MPa ós MPa e5 % ￠ % 硬度 HRC 附注 1040oC水冷或空冷（A状态）HB<=363 (1) 1040oC水冷或空冷，480oC回火 4h空冷（H900） >=1314 >=1177 >=10 >=40 >=40 (1) 1040oC水冷或空冷，495oC回火 4h空冷（H925） >=1177 >=1070 >=10 >=44 >=38 (1) 1040oC水冷或空冷，550oC回火 4h空冷（H1025） >=1070 >=1000 >=12 >=45 >=35 (1) 1040oC水冷或空冷，580oC回火 4h空冷（H1075） >=1000 >=863 >=13 >=45 >=31 (1) 1040oC水冷或空冷，620oC回火 4h空冷（H1150） >=932 >=725 >=16 >=50 >=28 (1) 1040oC水冷（A状态）1030 755 12 45 HB363 (2) 1040oC水冷，480oC回火4h空冷（H900） 1373 1275 14 50 44 (2) 1040oC水冷，495oC回火4h空冷（H925） 1304 1207 14 54 42 (2) 1040oC水冷，550oC回火4h空冷（H1025） 1167 1138 15 56 38 (2) 1040oC水冷，580oC回火4h空冷（H1075） 1138 1030 16 58 36 (2) 1040oC水冷，620oC回火4h空冷（H1150） 1000 862 19 60 33 (2) (1)------摘自GB1220 (2)------实际检验值耐腐蚀性：见下表0Cr17Ni4Cu4Nb钢的耐蚀性能[腐蚀速率g/(m2h)] 介质条件5%H2SO4 沸腾8h 10%H2SO4 沸腾48h 40%HNO3 沸腾8h 10%HCl 沸腾8h 80%CH3COOH 沸腾8h 退火态 178 178 4.58 4.69 0.25 0.28 0.51 0.50 0.83 0.79

马氏体时效钢的特性与应用3j33

马氏体时效钢的特性与应用 18%Ni马氏体时效钢属于铁基合金，具有极高的强度同时而又不失好的延展性。铁的基体与以高含量镍为主进行合金化，获得非常特殊的热处理材料。同时也加入其它合金元素如钼、铝、铜和钛，这些元素形成金属间析出物。钴也添加到合金中去，加入量最多达到12%，用于加速析出反应并保证获得大量、均匀的析出物。马氏体时效钢本质上说是不含碳的，这是区别该钢与大多数其他类型钢种最明显的特征。马氏体时效钢性能特点为： ——室温下具有超高强度 ——简单热处理，保证最小的热处理变形 ——与处于同一强度水平的淬火钢相比具有优异的疲劳韧性 ——低碳含量，从而消除脱碳问题 ——截面尺寸是硬化过程中一个重要的影响因素 ——易于加工 ——好的焊接性能 ——具有高强度与高韧性 ——易切削加工，低的加工变形量 ——热处理过程中收缩均匀稳定 ——易渗氮 ——具有好的抗腐蚀与裂纹扩展能力 ——抛光光洁度高这些特性说明马氏体时效钢能被用作轴，长而细的渗碳或渗氮部件以及冲击疲劳环境下工作的零件，如打印头或离合器等。马氏体时效钢的回火处理回火作为一种热处理工艺从中世纪时代就开始应用，用于淬火马氏体合金的处理。而目前回火工艺仅用于对钢进行处理，因为钢占所有马氏体硬化合金中的绝大多数。马氏体时效钢是不含碳的Fe-Ni合金，并添加了钴、钼、钛与其它一些元素。典型的钢种如铁基中含17%～19% Ni，7%～9% Co，4.5%～5% Mo和0.6%～0.9% Ti。这类合金经淬火成马氏体，然后在480～500℃回火。在回火过程中，由于合金元素在马氏体中过饱和，从而从马氏体中沉淀析出形成金属间析出物，导致强的沉淀强化效果。根据铝、铜以及其它非铁合金的沉淀强化类推，可将该工艺过程称作时效处理。并且由于最初的组织为马氏体，因此该类钢被称作马氏体时效钢。商业化马氏体时效钢在最大的硬化处理阶段，组织中可含有部分中间过渡亚温相Ni3Mo与Ni3Ti的共生析出物。Ni3Ti相类似于碳钢中的六边形ε-碳化物。在马氏体时效钢中，这些中间过渡金属间析出物颗粒由于在位错处析出，因而分布极其弥散，这一组织特点具有特别的实际应用价值。马氏体时效钢的组织具有高密度位错，在板条（非孪生）马氏体中，位错密度达到1011～1012/cm2数量级，也就是与强应变硬化金属处于同一范围。在这方面，马氏体时效钢（硬化态）的亚结构明显不同于铝、铜和其它合金，它们在淬火时不会出现多态性变化。假设马氏体时效钢在回火过程中，中间相的析出是由于合金元素的原子在位错线上的偏聚，则在位错上形成的产物可以作为合金元素在过饱和马氏体中的富集分层。马氏体时效钢在马氏体转变过程中形成的位错结构，在随后的加热过程中保持非常稳定，实际上在回火温度范围内（480～500℃）未发生变化。在整个的回火过程中，出现如此高密度的位错，很可能在很大程度上是由于弥散分布的析出物钉扎住位错。在高温（550℃甚至更高）条件下，长的回火时间可能会导致析出物粗化，并增大颗粒间距，而位错密度同时也在下降。在长的保温时间下，就不出现半共生的中间过渡金属间析出物，取而代之的是稳定相如Fe2Ni或Fe2Mo形成的粗大共生析出物。