由于历史的原因,我国的不锈钢研发和发展都相对较晚,新中国刚建立时,在当时的背景下,我国只在工业和国防需求不锈钢。到了八九十年代,随着我国的改革开放,各种新兴行业的大力发展,对于不锈钢的需求和研发也大大的提升。在我国地大物博且人口众多的大前提下,我们的不锈钢的消费量甚至于呈现多倍于世界平均增长率。这不仅仅是体现了我国国民经济的快速发展,更能体现出我国的科技水平在高速发展中已经接近世界最顶尖的水平。在进入21世纪后,我国不锈钢产业更是高速增长。不锈钢是当今世界上应用最广泛、性能价格比最优的钢材表面处理方法。以此推断,不锈钢潜在能力在以后将会向前又继续跨了一大步,而我国将会有一个由原来的进口为主转变成自给为主的供求关系,主要体现在:第一是不锈钢的生产数量逐年在增长。在之后的五年,中国大约会以500万吨左右的生产能力和200万吨左右的冷轧生产量来基本可以满足国内的需求;第二是进一步提高了品种的结构。主要是拥有合理的板材;第三是产品满足市场需求。
从这种形势来看,马氏体沉淀硬化不锈钢应该达到高强度、高温度,这样才可以更大程度扩大不锈钢的应用范围促进不锈钢的发展[[[] 俞德刚。贴剂马氏体时效-回火转变理论及其强韧性[M]。上海:上海交通大学出版社,2008:30-33]]。但是,对于高强度的追求很可能就会导致韧性、抗应力和腐蚀能力的降低,从而,失去其它的应用。因此,在维系不锈钢高强度的同时,怎样将钢的韧性提高是今后的一个至关重要的研讨目标。另外一项目标是如何能够将钢的组织在高温的时候也能够比较稳定或是说进一步提高稳定性,由于微量元素对稳定性的影响,就可以通过微量元素来寻求最佳的时效硬化工艺。
1。2 沉淀硬化不锈钢
随着科学技术与工业的发展,航空、航空工业问世,为了配合适应其发展,沉淀硬化钢被开发出来。所谓沉淀硬化钢就是由铁、铬、镍合金所构成的,通过加入Al、Ti、Nb、V、N,在时效热处理过程中析出沉淀相来使高强度和高韧性得到进一步开发。沉淀硬化不锈钢经过一定的热处理后,会使马氏体产生相变并且在其基体上析出一些金属间化合物,使得沉淀强化,最后的基体组织一般是马氏体或奥氏体,这样的一个时效硬化处理后,会使得自身得到强化。对于时效硬化马氏体不锈钢来说,在氯化物应力腐蚀开裂这方面非常敏感,而这,在某种程度上是利用钢的牌号以及时效温度所决定的。按照组织形态能够区分成三类:沉淀硬化半奥氏体型、沉淀硬化奥氏体型不锈钢和沉淀硬化马氏体型。列入我国国家标准钢板牌号的有Cr17Ni7A、Cr17Ni4Cu4Nb和Cr15Ni7M2Al三种,是属于沉淀硬化半奥氏体型不锈钢。该钢的组织特点是在固溶或退火状态时具有奥氏体加体积分数为5%~20%的铁素体组织。这种钢借助于热处理工艺调整其性能,使其在钢的成型、设备制造过程中处于易加工和易成型的组织状态。随后,半奥氏体沉淀硬化不锈钢通过马氏体相变和沉淀硬化,奥氏体、马氏体沉淀硬化不锈钢通过沉淀硬化处理使其具有高的强度和良好的韧性相配合。这类钢的铬含量近于17%,加之含有镍、钼等元素,因此,除具有足够的不锈性外,其耐蚀性接近于18-8型奥氏体不锈钢。
1。3 马氏体沉淀硬化不锈钢
马氏体沉淀硬化不锈钢是在18Cr-8Ni型奥氏体钢成分基础上,添加少量C和少许降低Ni、Cr含量使之自1000一1050℃冷至室温而得到硬度不高的马氏体组织(HRC≈30),而后于450一650℃时效产生与Ni、Al、Ti、Nb等化合物沉淀硬化(HRC40~45),碳化物也产生一定的强化作用。马氏体沉淀硬化不锈钢中添加的合金元素主要有三类,一类是与抗腐蚀性能有关的元素一类是形成沉淀硬化相的强化元素如Mo、Cu、Ti等,一类是平衡组织以保证钢中不出现或控制一铁素体元素,如Ni、Mo、Ti等。一该类钢室温组织基本是低碳、板条马氏体,合金含量较高时,还存在少量残余奥氏体。通常残余奥氏体含量不宜超过5%,否则要通过调整热处理制度予以控制。因为多量残余奥氏体会降低钢的屈服强度[[[] 赵振业。 合金钢设计[M]。 国防工业出版社, 1999。]]。与马氏体不锈钢相比,本类型钢含碳量低,因此可获得高强度、耐蚀性好、易焊接不需要预热和局部退火处理等特性,同时钢的热处理也简单,不过存在韧性和切削性差等缺点[[[] 李峰。 控制相变沉淀硬化不锈钢处理工艺与组织性能关系研究[D]。 南京理工大学, 2008。]]。 17-4PH不锈钢热处理工艺研究(3):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_93618.html