沉淀硬化马氏体不锈钢的化学成分如表2-19所示。这类钢在高温下是奥氏体组织,因其Ms点高,Mf点亦在室温以上。以17-4PH钢为例。经过1020~1060℃固溶处理后,形成马氏体组织,再经时效处理(470~630℃),在马氏体组织中固溶度小的Cu、Nb、Mo、Al、Ti等发生碳化物析出和强化作用,其屈服强度可达到1171MPa(见表2-20)。



  马氏体沉淀硬化不锈钢碳含量低(≤0.07%C),淬硬倾向不大,具有良好的焊接性。采用焊条手工焊、惰性气体保护焊,一般均不需要预热和后热。在进行厚板和拘束度大的结构焊接时可采取100~150℃的预热。


  17-4PH钢焊接时,在加热阶段热影响区马氏体转变为奥氏体,冷却时在150℃以下,又转变为含有少量δ铁素体的马氏体组织(硬度Rc32)再经时效处理,析出含Cu的析出相,使热影响区显著强化(Rc44)。


  沉淀硬化马氏体不锈钢的焊接材料,在设计要求焊缝性能要与母材相当时,应选用与母材同质的焊材,如表2-21中17-4PH的配套焊材。如果并不需要焊缝性能与母材相当,可采用奥氏体不锈钢焊材(308L、347L),或者采用镍合金焊材(Inconel82填充焊丝)。


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  使用与母材同成分的焊材的焊缝,在树枝状晶的马氏体组织中,存在少量的铁素体。少量的铁素体和残余奥氏体析出,增加焊缝的塑性,但强度降低。因此对同质焊材的化学成分应适当加以调整,其镍、锰含量应比母材略高,焊后经1040℃固溶处理,强度几乎不变而延伸率显著提高。