13-8Mo 沉淀硬化不銹鋼

描述

PH 13-8 Mo*不銹鋼是一種馬氏體沉淀/時效硬化不銹鋼，具有高強度和硬度，以及良好的抗一般腐蝕和應力腐蝕開裂性能。此外，該合金在縱向和橫向的大截面上均表現出良好的延展性和韌性。PH 13-8 Mo不銹鋼的優異性能源于其對化學成分和微觀結構的嚴格控制，以及減少雜質和偏析的特殊熔煉工藝。與其他鐵基材料相比，該合金在惡劣的環境條件下仍具有高水平的實用機械性能。13-8

Mo不銹鋼具有良好的加工特性，可通過一次低溫處理實現時效硬化。時效前的冷加工會加速時效，尤其是在較低的時效溫度下。

13-8 Mo 不銹鋼已用于制造閥門部件、配件、冷鐓和機加工緊固件、軸、起落架部件、銷釘、鎖緊墊圈、飛機部件、核反應堆部件以及需要抗應力腐蝕開裂的石化應用。一般而言，當要求鋼材具有高強度、高韌性、耐腐蝕性和抗應力腐蝕開裂性，且方向性較小時，應考慮采用這種合金。

耐腐蝕

在 H 950 條件下，PH 13-8 Mo 不銹鋼的抗銹蝕性能與 5% 重量鹽霧中的 304 型不銹鋼相似。在強氧化性和還原性酸以及大氣暴露中，PH 13-8 Mo 不銹鋼的一般抗腐蝕性能接近 304 型不銹鋼。與其他沉淀硬化不銹鋼一樣，該合金的一般抗腐蝕水平在完全硬化狀態下最高，并且隨著時效溫度的升高而略有下降。代表海洋環境的大量測試表明，該合金在鍛造和焊接條件下都具有高水平的抗應力腐蝕開裂性能。為獲得最佳抗應力腐蝕開裂性能，建議最低時效溫度為 1000°F (538°C)。

為獲得最佳抗腐蝕性能，表面必須無氧化皮和異物顆粒，并且成品零件應對其進行鈍化處理。

高溫使用

PH 13-8 Mo 不銹鋼在高達約 1100°F 的溫度下表現出優異的抗氧化性能。長期暴露于約 600-900°F（288-482°C）的溫度下會導致沉淀硬化不銹鋼的韌性降低。在某些情況下，通過提高時效溫度可以最大限度地降低韌性的降低。可以考慮短時間暴露于高溫，但最高溫度至少比時效溫度低 50°F（28°C）。

物理性能

• 密度： 0.28磅/立方英寸 [7.76 克/立方厘米]

• 電阻率： 72.0 歐姆·圓密耳/英尺 [119.5 微歐·厘米] (在 21°C)

• 磁導率： (H925 狀態) 1.02 (在 21°C 和 100 Oersteds)

• 液相點： 1510°C

• 固相點： 1454°C

平均熱膨脹系數

導熱系數

彈性模量 (H1000 狀態)

比熱

熱處理

PH 13-8 Mo 不銹鋼的硬化方法是將固溶處理材料（條件 A）加熱至 950°F 至 1150°F，保持 4 小時，然后空冷。各種熱處理方法如下（注意，所有時間均為“在溫度下”）：

條件 A（固溶處理或退火）：

加熱至 1700°F +/-15°F（時間取決于截面尺寸），冷卻至 60°F 以下，使材料完全轉變為馬氏體。通常建議在此溫度下保溫 1 小時。小于 36 平方英寸的截面可使用合適的液體淬火劑進行淬火；較大的截面應空冷。

條件 RH 950（沉淀硬化或時效硬化）：

將固溶處理材料冷處理至 -100°F，保持至少 2 小時。空冷至室溫。此操作必須在固溶處理后 24 小時內完成。將冷處理材料加熱至 950°F +/-10°F，保持 4 小時。空冷。

條件 H 950、H 1000、H 1050、H 1100、H 1150（沉淀或時效硬化）

在指定溫度 +/-10°F 下加熱固溶處理材料 4 小時。空氣冷卻。

條件 H 1159M（沉淀或時效硬化）

在 1400°F +/-10°F 下加熱固溶處理材料 2 小時。空氣冷卻；然后在 1150°F +/-10°F 下處理 4 小時。空氣冷卻。

過時后的熱處理

在 H 1150 和 H 1150M 過時條件下的 PH 13-8 Mo 不銹鋼將不會對進一步的時效處理作出反應。因此，如果在任一條件下（用于鍛造、最佳冷鐓和機械加工）獲得合金，則必須在這些操作之后和隨后的時效之前在 1700°F 下進行固溶處理。

需要注意的是，H 1150 狀態的硬度在固溶處理狀態的硬度范圍內；因此，硬度不能用于區分 H 1150 和固溶處理狀態。

時效后的尺寸變化：

PH 13-8 Mo 不銹鋼在時效過程中會發生可預測的尺寸變化。隨著時效溫度的升高，收縮量會增加

清潔

鍛造和退火后的除氧化皮可以通過酸洗或噴砂處理來完成。酸處理包括在 180°F 的 50% 體積比鹽酸中浸泡 2 分鐘，然后在室溫下在 15% 體積比硝酸和 3% 體積比氫氟酸的混合溶液中浸泡 4 分鐘。在室溫下用水沖洗并放入 20% 體積比硝酸中除垢。根據需要重復清潔程序，但將時間減少 50%（即分別為 1 分鐘和 2 分鐘）。可以通過拋光、蒸汽噴砂或酸洗去除老化產生的回火色，在 15% 體積比硝酸和 3% 體積比氫氟酸的混合溶液中浸泡 4 至 6 分鐘，然后用水沖洗。如有必要，重復酸洗程序，但將時間減少 2 至 3 分鐘。在室溫下用 20% 體積比硝酸除垢。酸洗后，在 300/350°F 的溫度下烘烤 1 至 3 小時以去除氫氣

可加工性

熱加工

PH 13-8 Mo不銹鋼易于鍛造、熱鐓和鐓鍛。熱加工材料必須在硬化前進行固溶處理，以確保其對硬化有良好的響應。

鍛造：鍛造前，將材料均勻加熱

至 2150/2200°F，并在此溫度下保溫 1 小時。鍛造溫度不得低于 1750°F。為獲得最佳晶粒尺寸和機械性能，鍛件應在空氣中冷卻至 60°F 后再進行進一步加工。鍛件在淬火前必須進行固溶處理。

冷加工

PH 13-8 Mo 不銹鋼可以通過冷加工制造，但受高初始屈服強度的限制。

切割

棒材和鍛造坯料應采用鋸切冷切工藝。砂輪切割可能會造成表面細小裂紋，尤其是在切割退火坯料時，應避免使用。

加工

PH 13-8 Mo 不銹鋼可在固溶處理和各種時效硬化條件下進行加工。在 A 條件下，該合金在加工速度比 Custom 630 (17Cr-4Ni) 低 20% 至 30% 或比 302 和 304 不銹鋼低 20% 至 30% 時，仍能保持良好的刀具壽命和表面光潔度。時效硬化后的可加工性會隨著硬化溫度的升高而提高。Conditon

H 1150M 可提供最佳的可加工性。采購 Conditon H 1150M 以獲得最佳的可加工性后，只有通過固溶處理和在標準硬化溫度下進行熱處理才能獲得更高的機械性能。

焊接

PH 13-8 Mo 不銹鋼可采用惰性氣體保護焊或電阻焊工藝進行焊接。當需要填充金屬時，PH 13-8 焊接材料應能提供與母材性能相似的焊縫。設計焊接接頭時，應注意避免應力集中，例如尖角、螺紋和部分熔透焊縫。當不需要高焊接強度時，應考慮使用標準奧氏體不銹鋼填充材料，例如 E/ER308L。

通常，在固溶退火狀態下焊接效果令人滿意；但是，如果預計焊接應力較大，則在過時效狀態 (H 1150) 焊接可能更有利。通常無需預熱即可防止開裂。如果在固溶處理狀態下焊接，合金可在焊接后直接時效至所需強度水平。然而，在時效前對焊接部件進行固溶處理，可以獲得強度、延展性和耐腐蝕性的最佳組合。如果在超齡條件下焊接，則零件必須在老化之前進行固溶處理。

典型機械性能

典型縱向室溫機械性能

中心或中間測試位置

典型橫向室溫機械性能

中心或中間測試位置