試驗(yàn)研究證明,17-7PH和PH15-7Mo鋼在時(shí)效或加熱時(shí),相界和晶界上有碳化物或其他雜質(zhì)元素的析出物,引起鋼的塑性降低,導(dǎo)致缺口敏感性增高。PH15-7Mo鋼雖加入2.25%Mo,但并未完全改善在315~425℃的回火脆性傾向,在這個(gè)溫度范圍長(zhǎng)時(shí)間保溫仍然會(huì)產(chǎn)生缺口敏感性。
為克服17-7PH和PH15-7Mo鋼的上述缺點(diǎn),發(fā)展了高強(qiáng)度和高韌性的PH14-8Mo鋼,可以在保持高比強(qiáng)度的條件下,兼有優(yōu)良的韌性和中溫下的穩(wěn)定性。
PH14-8Mo 不銹鋼保持了與PH15-7Mo鋼相同的Mo和Al含量。Mo可以保持鋼的回火抗力和熱穩(wěn)定性,Al是主要的時(shí)效硬化元素,用以獲得高的強(qiáng)度。獲得高韌性的基本方法,一是降低碳含量,減少晶間網(wǎng)狀碳化物的析出,二是降低硫、磷雜質(zhì)含量(S含量不大于0.01%、P含量不大于0.015%)。由于成分上嚴(yán)格控制,在PH14-8Mo鋼中相界和晶界不存在碳化物的析出或雜質(zhì)元素的富集。這樣鋼的缺口敏感性和斷裂韌性大大改善。PH14-8Mo鋼還略降低Cr含量,略增加Ni含量。PH14-8Mo鋼抗應(yīng)力腐蝕的能力比PH15-7Mo 及其他一些半奧氏體沉淀硬化不銹鋼優(yōu)越很多。
PH14-8Mo 不銹鋼的固溶(退火)工藝為加熱至975~1000℃,空冷。固溶狀態(tài)的力學(xué)性能為:σb=870MPa、σ0.2=380MPa、δ4=25%。在固溶狀態(tài)下,鋼的強(qiáng)度,特別是屈服強(qiáng)度低,有利于成形和加工。
鋼的硬化工藝(SRH)為:固溶處理(930℃×1h-78℃×8h)+空冷)十冷處理(-78℃×8h)+時(shí)效(500℃×500℃x1h空冷)。該鋼固溶處理狀態(tài)下,組織中有92%的γ相和8%的δ相,經(jīng)-78℃冷處理和時(shí)效后的組織為80%回火馬氏體+8%δ相+12%γ相,沉淀相為NiAl相,晶界和相界上基本上不存在碳化物和其他沉淀相。該鋼在硬化狀態(tài)下,具有與PH15-7Mo鋼相當(dāng)?shù)母邚?qiáng)度和更好的韌性,在350℃×1000h保持后,韌性降低很少或不降低,而PH15-7Mo鋼卻顯著降低。該鋼在-78~340℃區(qū)間,具有較高的強(qiáng)度和缺口強(qiáng)度性能。