這類沉淀硬化不銹鋼的化學成分處于平衡狀態(tài),Ms點(奧氏體開始轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的起始溫度)低于室溫,因此從固溶處理溫度冷至室溫,鋼的組織主要是奧氏體組織,具有良好的韌性利于成形加工。但為了使其轉(zhuǎn)變成馬氏體,必須通過調(diào)整處理,調(diào)整處理的目的是通過碳和合金元素從奧氏體中析出提高鋼的Ms和M1點(奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的終止溫度),以利于馬氏體轉(zhuǎn)變。調(diào)整處理溫度對這種轉(zhuǎn)變產(chǎn)生較大影響。假如采用低的調(diào)整處理溫度(730~760℃),M1可升至室溫附近,在冷卻過程中,馬氏體轉(zhuǎn)變是完全的。
如果采用高的調(diào)整處理溫度(930~955℃),因析出的碳較少,M1仍保持在攝氏零度以下溫度,此時鋼不能完全轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,為了完全轉(zhuǎn)變成馬氏體,必須施予冷處理工序。調(diào)整處理溫度愈高,因固溶體中含碳量高,所轉(zhuǎn)變成的馬氏體較低溫調(diào)整處理所轉(zhuǎn)變成的馬氏體具有更高的強度。此外,亦可借助冷加工完成馬氏體轉(zhuǎn)變。這些馬氏體組織隨后在455~565℃時效1~3h使之進一步強化。較高的時效溫度,可提高鋼的韌性,但降低了可能達到的強度和達此目的所需的時效時間。對于大多數(shù)沉淀硬化不銹鋼在480~510℃時效,使用標準的時效時間,使之處于完全時效或輕微過時效狀態(tài),可獲得最佳的強度和韌性配合;在510℃以上溫度時效,處于明顯的過時效狀態(tài),僅在要求具有較高韌性的情況下使用。
半奧氏體沉淀硬化不銹鋼的代表鋼種有07Cr7Ni7A1、07Cr15Ni7Mo2Al。該類鋼中均含有15%~17%的Cr并含有Ni、Mo等元素,因此具有足夠的不銹性,而且其耐蝕性在一些介質(zhì)中與18-8型奧氏體不銹鋼相當或相近。該類鋼一般以固溶狀態(tài)供貨,其金相組織基本為奧氏體,并含有5%~20%的鐵素體。奧氏體塑性好,容易進行冷加工成形和焊接,待加工成形后再進行特殊的中間處理,使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榈吞捡R氏體,并通過時效處理,進行沉淀硬化來達到更高的強度。
07Cr15Ni7Mo2Al鋼的綜合性能優(yōu)于07Cr17Ni7Al鋼,因此在化學工業(yè)中應用較廣,主要用于制造耐蝕性好并且具有高強度的各種容器、管道、彈簧等,其耐蝕性優(yōu)于馬氏體不銹鋼、馬氏體沉淀硬化不銹鋼和馬氏體時效鋼。
在固溶狀態(tài)下,07Cr7Ni7A1和07Cr15Ni7Mo2Al鋼具有奧氏體組織結(jié)構(gòu)時,能夠承受冷加工變形,但是這兩種鋼都具有冷加工硬化傾向,因此冷軋、冷沖壓等多采用道次少、壓下量大、增加多次中間固溶處理的工藝方法來進行加工。熱加工較容易,合適的加工溫度為950~1150℃。半奧氏體沉淀硬化不銹鋼的熱處理工藝較為復雜,且要求非常嚴格。只有按照規(guī)定的工藝規(guī)范(溫度、時間、冷卻速度)予以控制,才能獲得較佳的力學性能。
該類鋼焊接性良好,可采用電弧焊、氬弧焊,焊前不需預熱,焊后需進行固溶退火處理。