沉淀硬化半奧氏體不銹鋼的化學成分和力學性能如表2-22、表2-23所示。這類沉淀硬化不銹鋼在固溶或退火狀態下,鋼的組織是奧氏體加5%~20%的鐵素體。經過系列熱處理轉變為馬氏體,再經過時效處理,達到強化,如17-7PH其00.2可達到超高強度1276MPa。
注:TH-1050=相變處理+析出硬化處理(566℃);RH-950=冷處理+析出硬化處理(510℃);CH-950=冷加工+析出處理(482℃);SRH-950=固溶+深冷+時效硬化(510℃);SCT-850=深冷+回火(454℃);ATH-1050=固溶+相變處理+析出硬化處理(450℃)。
沉淀硬化半奧氏體不銹鋼通常是在固溶退火狀態進行焊接,此時鋼材具有奧氏體加少量鐵素體組織,其焊接性與奧氏體不銹鋼相似,焊接接頭不會產生冷熱裂紋。而且因為這類鋼的碳含量較低,即使經過相變,轉變為馬氏體組織,硬度也不高,再進行焊接,裂紋傾向也不敏感。
沉淀硬化半奧氏體不銹鋼焊接熱影響區,由于焊接熱作用,處于固溶狀態,焊后冷到室溫時具有奧氏體+少量鐵素體的組織,故其焊接工藝可采取與奧氏體不銹鋼相同的工藝,不必進行預熱和后熱。但由于焊縫和近縫區加熱溫度遠高于通常固溶處理溫度,鐵素體相比例較高,當鐵素體過高時,可能引起接頭的塑性顯著降低而脆化。特別是在采用同質焊材進行焊接時,焊縫金屬中將含有25%的鐵素體(17-7PH),脆化傾向較大。為此硅、鉻、鋁等鐵素體元素的含量應降低,減少焊縫的鐵素體含量。在焊接接頭(包括同材焊縫和HAZ近縫區)的高溫區,在焊接過程,碳化物,特別是鉻的碳化物溶解人奧氏體基體,提高了基體的有效合金元素含量,提高了奧氏體的穩定性,降低了焊縫和近縫區的Ms點,使奧氏體在低溫下都難于轉變成馬氏體,使焊接接頭性能難于與母材匹配。為此必須采用適當的焊后熱處理,使碳化物析出,降低合金元素的有效含量,促進奧氏體向馬氏體的轉變。這種熱處理通常是焊接結構焊后進行整體復合熱處理,包括:
①. 焊后調整熱處理:746℃加熱3h空冷,碳化物析出,提高Ms點促進馬氏體轉變。
②. 低溫退火:930℃加熱1h,水淬,使Cr23C6等碳化物從基體中析出,大大提高Ms點。
③. 冰冷處理:在低溫退火的基礎上,立即進行-73℃3h的冰冷處理,奧氏體幾乎全部轉變為馬氏體,然后升溫到室溫。
當不要求焊縫性能與母材同材質等強度時,可采用奧氏體的E308L、E316L等焊接材料,焊后亦可免去時效處理等工序。