沉淀硬化型不锈钢的性能
15-5PH 沉淀硬化不锈钢磁粉检测磁痕分析
15-5PH 沉淀硬化不锈钢磁粉检测磁痕分析摘要：随着航空工业的快速发展，新型材料得到了成功的开发，沉淀硬化不锈钢以其高强度、耐腐蚀性、抗氧化性和可焊性被广泛应用于飞机重要轴承部件。
15-5ph钢在时效过程中除强化马氏体组织外，还析出碳化物和金属间化合物，强度高，综合力学性能好，具有良好的耐腐蚀性和焊接性能。
适用于制造飞机发动机燃烧室壳体、锥形梁安装侧水平尾翼侧肋环等重要承重部件。
淬火态组织为马氏体和奥氏体。
15-5ph沉淀硬化不锈钢磁粉检测中发现异常磁迹，磁迹形态不同(主要为线状、长条状或片状)。
这些磁道严重影响了磁粉检测的评价。
目前，在对析出硬化不锈钢的磁粉检测中，主要发现裂纹、夹杂等金相缺陷，而对15-5ph钢的磁异常痕迹分析及磁粉检测评价方面还没有研究。
关键词：沉淀硬化不锈钢；磁粉检测；铁素体；微观组织；纯洁度航空马氏体析出硬化不锈钢在磁粉检测中的条、片、长直线磁迹。
分析了不同磁标志的特征和微观结构，确定了磁标志的性能。
结合不同热处理条件下的磁性能分析，建立了磁粉纯度检测的工艺流程和磁标志的鉴别方法。
研究发现，在磁粉检测过程中，沉淀硬化不锈钢的磁迹主要是由铁素体和组织的不均匀性引起的。
研究结论为航空制造过程中磁性痕量的测定提供了依据，并制定了航空制造过程中析出硬化不锈钢磁性颗粒检测标准，以保证磁性颗粒检测的顺利进行。
一、概述15-5PH钢具有高强度、好的横向韧性,热处理工艺简单,变形小,使用性能、工艺性能兼备等特点,已在飞机、舰船、导弹壳体等关键部件上得到广泛的应用。
随着航空技术的飞速发展,钢在飞机上所使用的比重逐渐降低,因此需要高强度的钢材来实现飞行件结构上的减重,近年来,一些(超)高强度钢种的国产化进程进入了空前的快速发展阶段,特别是沉淀硬化不锈钢。
二、实验材料与方法取样方法和磁粉检测方法按照AMS 2300标准执行。
对发现可疑磁痕显示的试样进行固溶和时效热处理后再进行磁粉检测来对比分析热处理前后的磁痕显示情况，同时利用金相试验确定组织结构形貌，确定磁痕形成的原因。
ASTM A693-1993沉淀硬化不锈钢和耐热钢厚板、薄板和钢带
ASTM A693-1993沉淀硬化不锈钢和耐热钢厚板、薄板和钢带创建时间：2008-12-29ASTM A693-1993 沉淀硬化不锈钢和耐热钢厚板、薄板和钢带沉淀硬化不锈钢和耐热钢厚板、薄板和钢带的力学性能是通过一般称作“沉淀硬化”的适当的低温热处理来得到。
这些钢用作要求耐腐蚀和在室温或在达315℃高温具有高强度的零件。
其中有些钢特别适于在固溶热处理状态进行中等的至严厉的拉拔和成形。
其他一些钢仅能进行轻度成形。
这些钢适于在固溶退火状态进行机加工。
在同溶退火后，这些钢可以被硬化到标准规定的力学性能。
而没有破裂或变形的危险。
制造方法钢应按下列种方法冶炼：a) 电炉(带有独立的脱气和精炼装置)；b) 真空炉；c) 电炉或真空炉冶炼，随后在真空中或惰性气体中自耗重熔，或电渣重熔，或进行电子束精炼；d) 供需双方协商同意的其他常用的冶炼方法。
牌号和化学成分钢的牌号和化学成分见表1。
表1 牌号和化学成分1)1) 除非对范围另有说明或规定外，该成分界限为最大百分数值。
2) 按ASTME527和SAEJ1086方法规定的新代号。
3) Cb和Nb代表同一元素铌。
4) Nb+Ta为0.15%-0.45%。
5) 氮为0.07%-0.13%。
6) Nb+Ta为0.10%-0.50%。
7) 氮为0.01%。
8) Nb不小于8倍含碳量。
产品热处理除非需方在订货单中另有规定，产品应按表2规定的固溶退火状态供应。
表2 产品热处理1) 时间是指材料在该温度的时间。
2) 相等和较高的回火处理：774℃±25℃，保温不少于3h。
冷到室温，加热到579℃±15℃，保温不少于3h。
力学性能当试样按表2规定的沉淀硬化制度处理时，力学试样所代表的材料应符合表3规定的力学性能要求，并且能达到表4中的性能。
表3 固溶处理状态的力学性能1) 仅为固溶处理，相等和较高回火的厚板。
2) XM-25也提供下列性能(最低值)：抗拉强度895MPa，屈服强度620MPa，伸长率4%，25RC，256HB。
不锈钢材料的分类
大家对于不锈钢十分熟悉，其中很多的厨房用具都使用304不锈钢制成。
但是除了304还有很多其他的型号和类别，它可以按组织状态分为奥氏体、铁素体、马氏体和沉淀硬化不锈钢这几种。
针对不同的型材这里为您详细介绍一下。
1、马氏体型不锈钢俗称420不锈钢，具有一定耐磨性及抗腐蚀性，硬度较高，其价格是不锈钢球中较低的一类，适用于对不锈钢普通要求的工作环境中。
标准马氏体钢材的改良，含有类如镍、钼、钒等的添加元素。
马氏体型不锈钢的耐腐蚀性来自“铬”，其范围是从11.5至18%，铬含量愈高的钢材需碳含量愈高，以确保在热处理期间马氏体的形成。
2、铁素体型不锈钢俗称430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。
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。
3、奥氏体型不锈钢奥氏体型不锈钢俗称304不锈钢，奥氏体不锈钢是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。
钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。
奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系统。
一般属于耐蚀钢，是应用最广泛的一类钢，其中以18-8型不锈钢最有代表性，它是有较好的力学性能，便于进行机械加工、冲压和焊接。
主要有：321 、304 、304L 、306 、316L 、Mo2Ti。
4、双相不锈钢双相不锈钢指铁素体与奥氏体各约占50%，一般较少相的含量最少也需要达到30%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、Nb、Ti、N等合金元素。
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。
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 -31％Mn 1％w 1％Si 1％Mo 1％Cr-1 +8 +8 +11 +151％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。
不锈钢中的沉淀硬化相
不锈钢中的沉淀硬化相东北特钢集团大连特殊钢丝有限公司徐效谦摘要：钢的种类繁多、性能迥异，但有一个共同点：都是在Fe中加入各种合金元素形成的固溶体。
不同合金元素加入钢中会形不同的沉淀硬化相，使钢具备了各种特定性能。
研究沉淀硬化相的类型、结构、形态、尺寸、分布、交互作用和演变规律，可为金属材材料工作者改进生产工艺，优化钢的性能，研发更理想的钢种提供有力的技术支撑。
因为不锈钢中所用的合金元素种类最多，含量较高，本文从分析不锈钢中的沉淀硬化相着手，研究沉淀硬化相的基本特性、析出过程和形态演变规律。
关锈词：碳化物、氮化物、硼化物、金属间化合物、沉淀硬化相。
沉淀硬化的机理是共格理论：在特定条件下，溶质原子在特定晶面上偏聚，形成薄层并与基体点阵共格，两种晶格相互协调，点阵间距差引发基体应变，产生硬化效果。
沉淀硬化在有些合金钢中又称为时效硬化或时效强化。
在特定温度区间进行沉淀硬化处理，析出沉淀硬化质点；温度继续升高，质点长大，共格应变随之增大，达到临界值时导致滑移和剪切应变，共格应力得到释放，硬化效果减小，称为过时效。
获得沉淀硬化相的基本条件是：钢中至少应含有一种在基体中溶解度可变，或可引发显微组织结构变化的合金元素，通过适当的热处理，使该元素以碳化物、氮化物或金属间化合物的形式析出，这些合金元素称为沉淀强化元素。
目前广泛应用的沉淀强化元素有：Al、Ti、Nb、V、Zr、Cu、W、Mo、Si、N、B等。
可能形成的沉淀硬化相分为两类：一类是Al、Ti、V、Nb、Zr、Cr、Mo、W的碳、氮、硼化合物；另一类是金属间化合物。
沉淀硬化不锈钢和超马氏体不锈钢的碳含量一般比较低，主要依靠析出金属间化合物来强化。
不锈钢全部为铁基合金，铁在加热和冷却过程会产生如下同素异型转变：A3=910℃A4=1390℃α-Fe γ-Fe δ-Fe钢中合金元素对α-Fe、γ-Fe和δ-Fe及多型转变温度A3、和A4均有重大影响，对于那些在γ-Fe 中有较大溶解度，并稳定γ-Fe的合金元素，称之为奥氏体形成元素；对于那些在α-Fe中有较大溶解度，并稳定α-Fe的合金元素，称之为铁素体形成元素。
沉淀硬化型不锈钢
沉淀硬化型不锈钢具有很好的成形性能和良好的焊接性，可作为超高强度的材料在核工业、航空和航天工业中应用。
按成分可分为Cr系（400系列）、Cr－Ni系（300系列）、Cr－Mn－Ni（200系列）、耐热铬合金钢（500系列）及析出硬化系（600系列）。
200系列：铬-锰-镍华业不锈钢201,202等：以锰代镍，耐腐蚀性比较差，国内广泛用作300系列的廉价替代品300系列：铬-镍奥氏体不锈钢301：延展性好，用于成型产品。
也可通过机械加工使其迅速硬化。
焊接性好。
抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。
302：耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。
303：通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。
304：通用型号；即18/8不锈钢。
产品如：耐蚀容器、餐具、家俱、栏杆、医疗器材。
标准成分是 18 % 铬加 8 % 镍。
为无磁性、无法借由热处理方法来改变其金相组织结构的不锈钢。
GB牌号为0Cr18Ni9。
304 L：与 304 相同特性，但低碳故更耐蚀、易热处理，但机械性较差适用焊接及不易热处理之产品。
304 N：与 304 相同特性，是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。
309：较之304有更好的耐温性，耐温高达980℃。
309 S：具多量铬、镍，故耐热、抗氧化性佳，产品如：热交换器、锅炉零组件、喷射引擎。
310：高温耐氧化性能优秀，最高使用温度1200℃。
316：继304之后，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业、钟表饰品、制药行业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。
由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。
SS316则通常用于核燃料回收装置。
18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。
316 L：低碳故更耐蚀、易热处理，产品如：化学加工设备、核能发电机、冷冻剂储糟。
321：除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外，其他性能类似304。
各类不锈钢性能差异
各类不锈钢性能差异型号301—延展性好，用于成型产品。
也可通过机械加工使其迅速硬化。
焊接性好。
抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。
型号302—耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。
型号303—通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。
型号304—通用型号；即18/8不锈钢。
GB牌号为0Cr18Ni9。
型号309—较之304有更好的耐温性。
型号316—继304之后，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。
由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。
SS316则通常用于核燃料回收装置。
18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。
[1]型号321—除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似304。
400 系列—铁素体和马氏体不锈钢型号408—耐热性好，弱抗腐蚀性，11%的Cr，8%的Ni。
型号409—最廉价的型号（英美），通常用作汽车排气管，属铁素体不锈钢（铬钢）。
型号410—马氏体（高强度铬钢），耐磨性好，抗腐蚀性较差。
型号416—添加了硫改善了材料的加工性能。
型号420—“刃具级”马氏体钢，类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。
也用于外科手术刀具，可以做的非常光亮。
型号430—铁素体不锈钢，装饰用，例如用于汽车饰品。
良好的成型性，但耐温性和抗腐蚀性要差。
型号440—高强度刃具钢，含碳稍高，经过适当的热处理后可以获得较高屈服强度，硬度可以达到58HRC，属于最硬的不锈钢之列。
最常见的应用例子就是“剃须刀片”。
常用型号有三种：440A、440B、440C，另外还有440F（易加工型）。
500 系列—耐热铬合金钢。
600 系列—马氏体沉淀硬化不锈钢。
型号630—最常用的沉淀硬化不锈钢型号，通常也叫17-4；17%Cr，4%Ni。
301不锈钢带“硬度最软、抗拉、耐腐蚀”304DDQ不锈钢带。
上海宝新不锈钢材料有限公司采用国外先进生产线,生产多种规格不锈钢材。
不锈钢分为下面5种类型
不锈钢分为下面5种类型：（1）奥氏体型，不导磁，磁导率近似为1；（4）奥氏体－铁素体型，导磁，但导磁性不是很好；（3）铁素体型，导磁，可当软磁材料用；（4）马氏体型，导磁，但导磁性不是很好；（5）沉淀硬化型，情况不明（可能是导磁的）。
各种类型的牌号如下：1．奥氏体型（镍(Ni)、铬(Cr)含量高，具有良好耐氧化、耐腐蚀、耐酸碱、耐高温性能，奥氏体型不锈钢中增加碳的含量后，由于其固溶强化作用使强度得到提高，奥氏体型不锈钢的化学成分特性是以铬、镍为基础添加钼、钨、铌和钛等元素，由于其组织为面心立方结构，因而在高温下有高的，耐高温不锈钢管的化学成份（％）：Ni 镍：19.00-22.00 Cr 铬：24.00-26.00 Si 硅<＝1.50 Mn 锰<＝2.00 C 碳<＝0.08 S 硫<＝0.030 P 磷<＝0.035 。
密度：8.0克/立方厘米，经固溶处理后的力学性能：屈服强度≥205，抗拉强度≥520，伸长率≥40，硬度试验：HBS≤187,HRB≤90,HV≤200 。
）(1)1Cr17Mn6Ni15N；(2)1Cr18Mn8Ni5N；(3)1Cr18Ni9；(4)1Cr18Ni9Si3；(5)0Cr18Ni9；(6)00Cr19Ni10；(7)0Cr19Ni9N；(8)0Cr19Ni10NbN；(9)00Cr18Ni10N；(10)1Cr18Ni12；(11) 0Cr23Ni13；(12)0Cr25Ni20；(13) 0Cr17Ni12Mo2；(14) 00Cr17Ni14Mo2；(15) 0Cr17Ni12Mo2N；(16) 00Cr17Ni13Mo2N；(17) 1Cr18Ni12Mo2Ti；(18) 0Cr18Ni12Mo2Ti；(19) 1Cr18Ni12Mo3Ti；(20) 0Cr18Ni12Mo3Ti；(21) 0Cr18Ni12Mo2Cu2；(22) 00Cr18Ni14Mo2Cu2；(23) 0Cr19Ni13Mo3；(24) 00Cr19Ni13Mo3；(25) 0Cr18Ni16Mo5；(26) 1Cr18Ni9Ti；(27) 0Cr18Ni10Ti；(28) 0Cr18Ni11Nb；(29) 0Cr18Ni13Si42．奥氏体——铁素体型(30)0Cr26Ni5Mo2；(31)00Cr18Ni5Mo3Si2；3．铁素体型(32)0Cr13Al；(33) 00Cr12；(34)1Cr15；(35)1Cr17；(36)1Cr17Mo；(37)00Cr17Mo；(38)00Cr18Mo2；(39)00Cr30Mo2；(40)00Cr27Mo4．马氏体型(41)1Cr12；(42)0Cr13；(43)；1Cr13；(44)2Cr13；(45)3Cr13；(46)4Cr13；(47)3Cr16；(48)7Cr175．沉淀硬化型(49)0Cr17Ni7Al304不锈钢板每平方米重量表厚度(mm) 理论重量厚度(mm) 理论重量厚度(mm) 理论重量厚度(mm) 理论重量（kg/㎡）（kg/㎡）（kg/㎡）（kg/㎡） 0.20 1.570 1.50 11.78 10.00 78.50 29.00 227.70 0.25 1.963 1.60 12.56 11.00 86.35 30.00 235.50 0.27 2.120 1.80 14.13 12.00 94.20 32.00 251.20 0.30 2.355 2.00 15.70 13.00 102.10 34.00 266.90 0.35 2.748 2.20 17.27 14.00 109.90 36.00 282.60 0.40 3.140 2.50 19.63 15.00 117.80 38.00 298.30 0.45 3.533 2.80 21.98 16.00 125.60 40.00 314.00 0.50 3.925 3.00 23.55 17.00 133.50 42.00 329.70 0.55 4.318 3.20 25.12 18.00 141.30 44.00 345.40 0.60 4.710 3.50 27.48 19.00 149.20 46.00 361.10 0.70 5.495 3.80 29.83 20.00 157.00 48.00 376.800.75 5.888 4.00 31.40 21.00 164.90 50.00 392.500.80 6.280 4.50 35.33 22.00 172.70 52.00 408.200.90 7.065 5.00 39.25 23.00 180.60 54.00 423.901.00 7.850 5.50 43.18 24.00 188.40 56.00 439.601.10 8.635 6.00 47.10 25.00 196.30 58.00 455.301.20 9.420 7.00 54.95 26.00 204.10 60.00 471.001.25 9.813 8.00 62.80 27.00 212.001.40 10.990 9.00 70.65 28.00 219.80。
沉淀硬化型不锈钢
沉淀硬化型不锈钢具有很好的成形性能和良好的焊接性，可作为超高强度的材料在核工业、航空和航天工业中应用。
按成分可分为Cr系（400系列）、Cr－Ni系（300系列）、Cr－Mn－Ni（200系列）、耐热铬合金钢（500系列）及析出硬化系（600系列）。
200系列：铬-锰-镍华业不锈钢201,202等：以锰代镍，耐腐蚀性比较差，国内广泛用作300系列的廉价替代品。
300系列：铬-镍奥氏体不锈钢301：延展性好，用于成型产品。
也可通过机械加工使其迅速硬化。
焊接性好。
抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。
302：耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。
303：通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。
304：通用型号；即18/8不锈钢。
产品如：耐蚀容器、餐具、家俱、栏杆、医疗器材。
标准成分是18 % 铬加8 % 镍。
为无磁性、无法借由热处理方法来改变其金相组织结构的不锈钢。
GB牌号为0Cr18Ni9。
304 L：与304 相同特性，但低碳故更耐蚀、易热处理，但机械性较差适用焊接及不易热处理之产品。
304 N：与304 相同特性，是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。
309：较之304有更好的耐温性，耐温高达980℃。
309 S：具多量铬、镍，故耐热、抗氧化性佳，产品如：热交换器、锅炉零组件、喷射引擎。
310：高温耐氧化性能优秀，最高使用温度1200℃。
316：继304之后，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业、钟表饰品、制药行业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。
由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。
SS316则通常用于核燃料回收装置。
18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。
316 L：低碳故更耐蚀、易热处理，产品如：化学加工设备、核能发电机、冷冻剂储糟。
321：除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外，其他性能类似304。
金属耐蚀材料第八讲沉淀硬化不锈钢
(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
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徐增华 :金属耐蚀材料 第八讲 沉淀硬化不锈钢
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 M H 处理) ,以达到更佳效果 。
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
2.沉淀硬化不锈钢和超马氏体不锈钢
第二章沉淀硬化不锈钢和超马氏体不锈钢引言不锈钢是20世纪重要发明之一，经过一百多年的研制和开发已形成一个有300多个牌号的系列化的钢种。
在特殊钢体系中不锈钢性能独特，应用范围广，起其他特殊钢无法代替的作用。
而不锈钢几乎可以涵盖其他任何一种特殊钢。
不锈钢合金含量高，价格比较高，属于钢铁行业的高档产品，但其使用寿命远远高于其他钢种，是维护费用少，使用成本最低的钢种。
不锈钢回收利用率高，对环境污染少，是改善环境、美化生活的绿色环保材料。
不锈钢的生产和使用在一定程度上反映出一个国家或地区经济发展水平和人民生活水平。
不锈钢的发展几乎不受某个特定行业发展的影响，而与国家和地区GDP（国民生产总值）的增长密切相关。
目前我国不锈的生产量已稳居世界第一，人均表观消费量居于世界中等水平。
近十多年来，我国不锈钢取得持续、突飞猛进的发展，当今世界最先进的冶炼设备，轧钢设备全在中国，毫不含糊地说，中国生产不锈钢的冶金装备是世界一流的。
目前我国不锈钢产品与国际先进水平的差别体现在质量、品种和使用三方面。
传统的不锈钢有：奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢和双相不锈钢四大类型。
淀硬化不锈钢和超马氏体不锈钢是在传统不锈钢基础上发展起来的，具有特定物理、化学性能的钢，是不锈钢家族中后起之秀。
这两类钢通过合理调控化学成分获得预期的显微组织，通过选择不同的压力加工和热处理工艺，获得传统不锈钢无法得到的综合力学性能和物理性能，最后通过时效处理，在钢中析出沉淀硬化相和逆转奥氏体，进一步提高钢的强度和韧性。
时效处理或沉淀硬化是这类钢的特色和亮点。
本章节用“显微组织结构”作梳子，对两类最有发展前途的不锈钢——沉淀硬化不锈钢和超马氏体不锈钢进行了梳理和分析，推导出一套预测不锈钢临界点和特征值的经验公式。
按照化学成分→生产工艺→显微组织结构→使用性能的思路，介绍了这两类钢典型牌号的生产工艺与技术参数之间的对应关系，为这两类钢的研制、推广和应用提供有实用价值的参考资料。
沉淀硬化不锈钢 标准 astm
沉淀硬化不锈钢标准 astm沉淀硬化不锈钢（Precipitation Hardening Stainless Steel）是一种特殊类型的不锈钢材料，具有优异的强度和耐腐蚀性能。
它通过固溶处理和沉淀硬化工艺实现材料的优化性能。
ASTM（美国材料与试验协会）制定了一系列针对沉淀硬化不锈钢的标准规范，以确保其质量和一致性。
ASTM标准对沉淀硬化不锈钢的分类、化学成分、机械性能、热处理、细微结构等方面做出了详细的规定。
以下将从几个关键方面介绍ASTM标准在沉淀硬化不锈钢领域的应用。
1.分类和化学成分ASTM标准将沉淀硬化不锈钢分为数个种类，如17-4 PH，15-5 PH，13-8 PH等等。
每个牌号代表着不同的化学成分，其中包括铬、镍、钼、铜、锌等元素，这些元素的含量决定了材料的性能和应用领域。
2.机械性能ASTM标准对沉淀硬化不锈钢的机械性能进行了严格规定。
这包括抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击韧性等。
通过制定这些标准，可以确保沉淀硬化不锈钢在不同应用领域下的可靠性能。
3.热处理沉淀硬化不锈钢的热处理是其优化性能的关键步骤之一。
ASTM标准规定了热处理的温度、时间、冷却速率等参数，以确保材料达到预期的硬度和强度。
这些标准的制定对于保持材料的一致性和可靠性至关重要。
4.细微结构ASTM标准详细规定了沉淀硬化不锈钢的细微结构，其中包括奥氏体、马氏体、铁碳化物等。
这些结构对于材料的强度、韧性、耐腐蚀性等性能起着重要作用。
通过对细微结构的规范化，可以确保沉淀硬化不锈钢在使用过程中的稳定性。
总结起来，ASTM标准在沉淀硬化不锈钢领域起着至关重要的作用。
通过制定规范和标准，确保材料的质量、性能和可靠性。
这些标准有助于不锈钢材料制造商、设计师和使用者选择最合适的材料，并满足其特定的需求和应用要求。
各类不锈钢的特点及常用不锈钢的性能用途
各类不锈钢的特点及常用不锈钢的性能用途不锈钢不锈钢是含铬量大于10.5%（质量分数）、具有不锈性和耐酸性的铁基合金的统称。
在无污染的大气、水蒸气和淡水等较弱腐蚀性介质中不锈钢和耐腐蚀的钢称为不锈钢；在副食性弱的酸、碱、盐等环境中具有耐腐蚀性的钢称为耐酸钢。
对不锈钢的年不锈性和耐腐蚀性起关键作用的合金元素铬。
随着含铬量的的增加，其不锈钢和耐蚀性也随之增加，当含铬量增至某一定值时，其耐腐蚀性即趋稳定。
不锈钢以其组织结构为分类依据，分为：奥氏体不型、铁素体型、马氏体型、奥氏体+铁素体型和沉淀硬化不锈钢五类。
虽然不锈钢的组织结构是有钢中的镍当量和铬当良的比例控制的，但不同合金元素对不锈钢的组织结构及力性能个有不同的影响。
1 各类不锈钢的特点及常用不锈钢的性能用途1.1 各类不锈钢的特点Ⅰ.奥氏体型不锈钢奥氏体型不锈钢的组织结构是面心立方晶体，无磁性，不能通过热处理强化，只能用冷加工强化手段提高其强度。
奥氏体型不锈钢具有耐蚀性，常温及低温下的塑性、韧性良好，易成形，焊接性良好，在工业中应用最为广泛。
其产量约占不锈钢产量的70%。
其产品有板材、棒材、钢管、钢带、钢丝及锻件等。
根据奥氏体的基体类型，可将奥氏体型不锈钢分为铬镍奥氏体不锈钢两大系列奥氏体不锈钢的牌号很多，但大量生产和使用得最多的是0Cr18Ni9、00Cr18Ni10、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2及相应的改进型牌号。
产量约占整个不锈钢产量的50%Ⅱ.铁素体型不锈钢铁素体型不锈钢是含铬量W Cr=10.5%~30%、含碳量W c≤0.20%、组织以铁素体不锈钢为主的铁铬合金。
钢的组织结构为体心立方晶体，有磁性。
这类钢既不能通过热处理进行硬化，也不能通过冷加工进行强化在各类不锈钢中，铁素体型不锈钢的热导率最高、线胀系数较小，导热性和膨胀特性与普通碳钢类似，耐蚀性随钢中含铬量的增加而提高铁素体型不锈钢具有良好的强度及了冷加成形性能，但在温室及低温下的韧性差，塑脆性转变温度高，并有缺口敏感性与奥氏体型不锈钢相比，其高温强度不良；在低温下和大截面尺寸条件下，其韧性低根据钢中含铬量的高低，铁素体型不锈钢分为低铬、中铬和高铬三类Ⅲ.马氏体型不锈钢马氏体型不锈钢可通过热处理（淬火、回火）对其性能进行调整。
沉淀硬化不锈钢的适用场合
沉淀硬化不锈钢的适用场合
沉淀硬化不锈钢是一种特殊的不锈钢材料，具有优异的耐腐蚀性能和机械性能，在许多工业领域有着广泛的应用。
首先，沉淀硬化不锈钢常用于航空航天领域。
由于其高强度和耐腐蚀性能，沉淀硬化不锈钢被广泛用于制造飞机零部件、导弹和航天器结构部件等。
其优异的抗拉伸性和耐高温性能使其成为航空航天工程中不可或缺的材料。
其次，沉淀硬化不锈钢在石油和化工领域也有重要应用。
由于这些行业的工作环境通常具有高温、高压和腐蚀性气体或液体，因此需要材料具有优异的耐腐蚀性和耐高温性能。
沉淀硬化不锈钢能够满足这些要求，因此被广泛用于制造石油钻采设备、化工反应器和管道等设备。
此外，沉淀硬化不锈钢还常用于制造高端机械设备。
例如，在制造高速列车、高速轮船和高速汽车的过程中，需要材料具有高强度和优异的耐磨损性能，而沉淀硬化不锈钢正是满足这些要求的理想材料之一。
总的来说，沉淀硬化不锈钢由于其优异的耐腐蚀性能、高强度和耐高温性能，适用于航空航天、石油化工、高端机械设备等多个领域。
它在这些领域中发挥着重要作用，为各种工业应用提供了可靠的材料选择。
沉淀硬化 不锈钢
不锈钢的简要概述
二.不锈钢的分类
按金相组织分类 铁素体不锈钢 马氏体不锈钢 奥氏体不锈钢 沉淀硬化不锈钢 铁素体-奥氏体双相不锈钢等
按主要化学成分分类：铬不锈钢、镍铬不锈钢
按主要节约元素分类：节镍不锈钢、无镍不锈钢等
按化学成分分类
按特征组成元素分类：高硅不锈钢、高钼不锈钢等
按C、N和杂质元素的控制含量分类：普通不锈钢、 低碳不锈钢和超低碳不锈钢、高纯不锈钢
影响不锈钢的组织和性能的因素
4. 其它元素的作用 Mn是比较弱的奥氏体形成元素， 但具有强烈稳定奥氏体组织的作用。 为了节约镍，仅 靠加入Mn是无法获得单一的奥氏体组织，而需要Mn、 N复合加入才能克服这一缺点。 钛和铌是强碳化物形成元素，它们是作为形成稳定 的碳化物，从而防止晶界腐蚀而加入不锈钢中的。 钼能提高不锈钢的钝化能力，扩大其钝化介质范围， 如在热硫酸、稀盐酸、和有机酸中，含钼不锈钢可以形 成含钼钝化膜。这种含钼钝化膜在许多强腐蚀介质中具 有很高的稳定性，不易溶解。Cl‐半径很小，它可以穿 过许多致密度不够高的钝化膜，形成可溶性的腐蚀产物， 而在钢的表面造成点腐蚀。由于钼钝化膜致密而稳定， 可防止Cl‐对膜的破坏，所以含钼不锈钢具有较好的抗 点腐蚀的能力。
2008年，我国发布了不锈钢的新牌号标准。新牌号与旧牌 号在标识上基本没有太大的变动，主要的化学元素标识都没 有变动，只有碳含量标识和个别钢种里面的化学元素发生了 变动。 A. 旧牌号 含碳量以千分之几表示。如果Wc≤0.08﹪为低碳， 标识为“0”，如0Cr18Ni9；Wc≤0.03﹪为超低碳，表示 为“00”，如Cr17Ni14Mo2。 B. 新牌号 含碳量以万分之几表示。022Cr17Ni12Mo2钢中 的碳质量分数为0.022﹪，其它标识基本不变。
沉淀硬化不锈钢介绍
沉淀硬化不锈钢介绍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：力学性能：该钢的室温力学性能见下表(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)]工艺性能：此钢一般不进行冷加工。
热加工温度为1000~1170°C。
对大于76mm或形状复杂的部件，热加工后应及时回炉加热到原热加工的温度，随后缓慢冷却。
该钢的热处理制度如下：固溶处理：1040±15°C 30min，冷至30°C或低于30°C，获得A状态（马氏体）---------〉过时效处理：630~650°C1~4h，空冷--------〉重复固溶处理获得A状态---------〉沉淀硬化：480~630°C 1h空冷获得H900,H925,H1025,H1150状态。
（都是沉淀硬化马氏体）------------------------------------------------------------〉该钢可用任何焊接不锈钢的方法焊接。
在固溶，时效或过时效状态都可焊接。
焊前不需要预热，当要求焊缝强度为时效后强度的90%时，则焊后需要重新固溶和时效处理。
此钢也可进行钎焊，适宜的钎焊温度为此钢的固溶处理温度。
物理性能：密度：7780 kg/m²线膨胀系数：（H900热处理态）20~100°C时，0.0000108 /K; 20~200°C时，0.00001016 /K; 20~300°C时，0.00001136 /K热导率：100°C时，17W/(m*K); 300°C时，20W/(m*K); 500°C时，23W/(m*K)弹性模量：20°C 时，191000 MPa; 100°C时，191000 MPa; 320°C时，181000 MPa。
沉淀硬化不锈钢标准
沉淀硬化不锈钢标准在工业制造领域，不锈钢材料因其耐腐蚀、耐磨损、美观耐用等特点而被广泛应用。
而在不锈钢材料中，沉淀硬化不锈钢因其高强度、耐磨性和耐腐蚀性而备受青睐。
本文将对沉淀硬化不锈钢的标准进行介绍，以便更好地了解和应用这一材料。
首先，沉淀硬化不锈钢的标准主要包括化学成分、机械性能、工艺要求等方面。
在化学成分方面，沉淀硬化不锈钢通常含有铬、镍、钼等合金元素，以提高其耐腐蚀性能和机械性能。
同时，还需要满足一定的碳含量、硬化元素含量等要求，以保证材料的综合性能。
其次，机械性能是衡量沉淀硬化不锈钢质量的重要指标之一。
这包括抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击韧性等指标。
标准中对这些机械性能指标都有严格的要求，以确保材料在使用过程中能够承受各种力学作用而不发生失效。
此外，工艺要求也是沉淀硬化不锈钢标准中的重要内容。
包括热处理工艺、冷加工工艺、表面处理工艺等方面的要求，以确保材料在制造过程中能够获得良好的组织结构和表面质量。
总的来说，沉淀硬化不锈钢标准是对这一材料的质量和性能进行规范和要求的文件，对于生产制造和产品选材具有重要的指导意义。
只有严格按照标准要求进行生产和应用，才能够确保沉淀硬化不锈钢材料的质量和可靠性。
在实际生产和应用中，要严格按照标准要求进行材料的选择、加工和使用，以确保产品的质量和性能。
同时，也需要不断加强对沉淀硬化不锈钢标准的研究和修订，以适应不同领域的需求和发展。
综上所述，沉淀硬化不锈钢标准对于这一材料的质量和性能具有重要的指导作用，只有严格按照标准要求进行生产和应用，才能够确保产品的质量和可靠性。
希望本文能够对大家对沉淀硬化不锈钢标准有更深入的了解，并在实际生产和应用中加以应用。