17-7PH、07Cr17Ni7Al 与PH15-7Mo、07Cr15Ni7Mo2Al 系最先开发的半奥氏体沉淀硬化不锈钢,其力学性能见表9.18~表9.20。这两种钢有三种热处理工艺:


  1. 固溶处理(1063±15)℃十较低温调整处理(760℃)+时效。时效温度为510℃,若需要较高的塑性和韧性,时效温度可提高至565℃。


  2. 固溶处理(1063±15)℃+高温调整处理(955℃)十时效(510℃)。必须指出,当Ms点高于室温时,热处理过程中应注意室温停留对奥氏体稳定化的影响,调整处理后不得在室温停留过长时间才进行冷处理,应使马氏体转变开始与结束的时间不超过1h,否则在随后的时效处理时得不到应有的力学性能。


  3. 固溶处理(1063±15)℃+冷变形十时效(482℃)。


 第(2)种热处理制度可以获得良好的综合力学性能,并且有较高的高温持久强度,这是因为采用了较高的调整温度和控制了较低的时效温度。第(1)种热处理制度采用较高的时效温度,有较高的塑性和韧性。采用第(3)种热处理制度由于综合应用了马氏体相变强化、冷作硬化和沉淀强化,可得到最高的室温和高温短时强度,但塑性和韧性较低,由于冷变形组织稳定性较低,高温下持久强度下降较迅速。PH15-7Mo钢由于含有钼,在高温下持久强度比17-7PH钢高。


 17-7PH和PH15-7Mo钢具有高的强度并得到较广泛的应用,但它们存在明显的缺点,即在σb超过1380MPa时,钢的缺口敏感性增加,经热处理后在315~425℃长期使用时产生脆化倾向。表9.67为三种半奥氏体沉淀硬化不锈钢的抗拉强度与缺口敏感性,这三种钢经510℃时效后的抗拉强度相近,但其缺口敏感性却大不相同,17-7PH和PH15-7Mo这两种钢的缺口敏感性远高于PH14-8Mo钢。当三种钢处理成具有相同的缺口敏感性时,PH15-7Mo钢可以利用的强度水平高于17-7PH钢117MPa钢,远低于PH14-8Mo钢。缺口敏感性这一指标可以直接反映这些钢在海洋大气环境条件下的抗应力腐蚀性。



 试验研究证明,17-7PH和PH15-7Mo钢在时效或加热时,相界和晶界上有碳化物或其他杂质元素的析出物,引起钢的塑性降低,导致缺口敏感性增高。PH15-7Mo钢虽加入2.25%Mo,但并未完全改善在315~425℃的回火脆性倾向,在这个温度范围长时间保温仍然会产生缺口敏感性。


 为克服17-7PH和PH15-7Mo钢的上述缺点,发展了高强度和高韧性的PH14-8Mo钢,可以在保持高比强度的条件下,兼有优良的韧性和中温下的稳定性。