為什么這類(lèi)鋼主要采用了均一的單相奧氏體呢?原因是,從腐蝕的角度,組織的均勻性有利于提高其耐蝕性,使腐蝕更均勻。一些常見(jiàn)的鋼均為多相組織,如果是兩相組織,那么組成鋼的兩相在其腐蝕的過(guò)程中通常扮演了不同的角色。
因?yàn)槠渲幸幌嗤ǔ1攘硗庖幌喔g電位高或低,這樣在這種鋼浸入腐蝕介質(zhì)中以后,構(gòu)成其微觀組織的兩相之間就會(huì)形成微電偶,這在很多年以前就被證實(shí)過(guò)了。兩相之間的微電偶會(huì)加速其中的一相發(fā)生電化學(xué)腐蝕。因而,組織的均勻性關(guān)系到鋼的耐蝕性。進(jìn)一步講,均勻組織或單相組織通過(guò)抑制微電偶腐蝕更有利于降低局部腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。
然而,一般的不銹鋼其強(qiáng)度都很低,在一些既要求強(qiáng)度保證其安全性,又要求耐蝕性的服役環(huán)境中服役時(shí),它們的強(qiáng)度無(wú)法滿(mǎn)足使用要求。
17-4PH沉淀硬化不銹鋼就解決了這個(gè)問(wèn)題。
17-4PH沉淀硬化不銹鋼是通過(guò)熱處理析出微細(xì)的金屬間化合物和某些少量碳化物以產(chǎn)生沉淀硬化,而獲得高強(qiáng)度和一定耐蝕性相結(jié)合的高強(qiáng)不銹鋼,它兼有鉻鎳奧氏體不銹鋼的良好耐蝕性和馬氏體不銹鋼鋼強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。
17-4PH沉淀硬化不銹鋼的化學(xué)成分中,除了耐蝕元素鉻和鎳,還添加了容易形成沉淀相的合金元素,包括Ti、Nb、Al、Mo、Co、Cu等。17-4PH沉淀硬化不銹鋼的碳含量很低,一般為低碳和超低碳。這類(lèi)鋼要具有良好的淬透性,只有這樣才能獲得良好的馬氏體組織,低碳的目的是降低鋼基體中碳化物含量,因?yàn)樘蓟飻?shù)量增加以后,耐蝕性會(huì)下降,其主要原因是碳和鉻結(jié)合形成碳化物將極大的降低局部鉻含量。鎳的作用主要是使鋼奧氏體化,調(diào)整鋼的相變溫度點(diǎn)。
17-4PH沉淀硬化不銹鋼一般是以固溶態(tài)供貨,待其完成加工后,對(duì)其進(jìn)行淬火處理,使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,再通過(guò)時(shí)效處理使之獲得沉淀硬化效果,達(dá)到強(qiáng)化的目的。這里需要弄清楚一個(gè)問(wèn)題,在這種合金設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮的問(wèn)題,那就是采用什么樣的沉淀相達(dá)到彌散強(qiáng)化的效果。鋼中可以用作沉淀相的粒子種類(lèi)很多,滲碳體、碳化鉻等都可以作為沉淀相。然而,在17-4PH沉淀硬化不銹鋼中是不能采用碳化物作為沉淀相的,因?yàn)橐坏┬纬商蓟锞鸵馕吨谝欢ǔ潭壬蠐p失鉻。
不銹鋼中鉻含量一般要求大于13%才能產(chǎn)生良好的耐蝕效果,這種質(zhì)量百分比要求不僅是總體質(zhì)量百分?jǐn)?shù)要達(dá)到這個(gè)數(shù)值,更重要的是基體中要均勻,即每一點(diǎn)都盡量達(dá)到或超過(guò)這個(gè)百分?jǐn)?shù),否則就會(huì)導(dǎo)致局部因?yàn)殂t含量低于這個(gè)數(shù)值而發(fā)生不均勻腐蝕。這也是為什么17-4PH沉淀硬化不銹鋼通常采用如Ni3Mo、Ni3Nb、Ni3Al相作為沉淀相,達(dá)到彌散強(qiáng)化的效果的原因。