17-4PH钢在等时回火过程中组织和性能的研究(4)
1.1.4. 17-4PH不锈钢中各元素的作用
合金元素对不锈钢的组织性能有着重大的影响。
1 Cr Cr是决定钢耐蚀性的主要元素,少量Cr只能提高钢的抗蚀性,但不能使其不生锈。Cr使固溶体的电极电位提高,并在表面形成致密的氧化膜。Cr能有效的提高钢的点蚀电位值,降低钢对点蚀的敏感性。Cr提高耐蚀性的作用符n/8定律。Cr是强烈形成并稳定铁素体的元素,缩小奥氏体区。随着Cr含量的增加,-些金属间化合物析出形成的倾向增大,这些金属间化合物的存在不仅显著降低钢的塑性和韧性,而且在有些条件下还降低钢的耐蚀性。
2 Ni Ni能有效降低晶体点阵中的位错运动抗力和位错与间隙原子之间交互作用的能量,促进应力松弛,从而减少脆性断裂的倾向。Ni还有利于马氏体中沉淀相的均匀析出,保证了钢具有良好的塑性变形特性。同时Ni是强烈形成并稳定奥氏体并且扩大奥氏体相区的元素,它降低马氏体转变温度。Ni含量的增加会降低C,N在奥氏体中的溶解度,从而使碳氮化合物脱溶倾向增强,提高不锈钢晶间腐蚀敏感性。Ni对不锈钢的耐蚀作用不是来自钝化作用而是使不锈钢的热力学性质更加稳定,这种耐蚀作用无论是对氧化性介质还是还原性介质都是有效的。在奥氏体不锈钢中,Ni的加入以及随着Ni含量的提高,钢的热力学稳定性增加,因此,奥氏体不锈钢具有更好的不锈性和耐氧化性介质的性能。
3 Cu Cu是17-4PH钢沉淀硬化的主要元素。当铜含量超过0.75%时产生沉淀硬化作用,组织中会有富铜的:相析出。在钢的表面氧化皮下会富集-薄层熔点低于1100℃的富铜合金,此层合金在1100℃时熔化并侵蚀钢表面层的晶界,使钢在热锻扎加工时开裂。在进行固溶处理,由于富铜的:相析出较慢,所需要的临界冷却速度不大,如钢件的截面不大时,不需要油淬或水淬,空冷即可。如果时效时间过长或温度偏高,则由于析出的。相聚集成较粗的质点或颗粒(过时效),失去其强化作用而得不到最好的性能,屈服强度，韧性和塑性下降。
1.2. 不锈钢的强化途径
1.2.1. 热处理强化
热处理是提高钢材强韧化最有效和最经济的方法之一。所谓热处理强化是将钢板加热至奥氏体化温度，然后控制冷却速度得到晶粒细小，强度和韧性比较好的组织。因为热处理可以细化奥氏体晶粒，使晶界增加，抗塑变能力提高，从而提高钢材的强度。另外，通过热处理控制组织及其形态也可以达到强化的目的，比如针状铁素体、低碳马氏体和粒状贝氏体等。具体工艺包括整体热处理(退火、正火、淬火和回火)、表面热处理和化学热处理。
1.2.2. 合金强化
合金强化是新一代低合金高强钢的另一强化途径。钢中加入Mn、Cr等合金元素，除了可以固溶强化基体外，还可使CCT曲线向右移动，相同冷速下可获得更加细小的珠光体组织，以提高其强度。钢中加入强碳化物形成元素Nb、V，当它们固溶到奥氏体中去时，可使CCT曲线向右移动，起到延缓珠光体开始转变的作用。当形成第二相颗粒时，则起到析出强化作用。另外，无论是固溶态还是析出态的Nb、V，都可延缓奥氏体再结晶，起到细化奥氏体晶粒，提高塑韧性的作用。新一代低合金高强钢的发展趋势是：开发既具有良好焊接性能，又适合于热处理的微合金钢，此种钢在合金元素强化的基础上，再经热处理可得到更高强度，而塑性韧性不降低。
C： 在钢中形成珠光体或弥散析出的合金碳化物,使钢得到强化。在微合金钢中为形成一定量的碳－氮化物，碳的含量只需要0.01～0.02%；所以降碳是这类钢发展的必然趋势，从而可大大改善钢的韧性和焊接性能。
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