一、核心特性與命名由來

• 命名含義：“13-8” 代表其主要合金元素含量 —— 約 13% 鉻（Cr）和 8% 鎳（Ni），“PH” 是 “Precipitation Hardening”（沉淀硬化）的縮寫，表明其通過沉淀硬化熱處理實現強化的特性，“Mo” 則標識添加了鉬元素以提升耐蝕性。

• 基礎組織：固溶處理后為奧氏體，經冷卻轉變為馬氏體，最終通過時效處理析出強化相，形成馬氏體基體 + 細小析出相的復合組織。

二、化學成分與設計邏輯

• 鉻（12.25%-13.25%）：形成鈍化膜，是耐腐蝕性的核心保障，同時穩定馬氏體組織。

• 鎳（7.5%-8.5%）：促進奧氏體形成，改善韌性，為后續時效析出 Ni?Al 等強化相提供基礎。

• 鉬（2.0%-2.5%）：顯著提升耐點蝕、縫隙腐蝕能力，尤其增強在含氯離子環境（如海洋、化工）中的耐蝕性。

• 鋁（0.90%-1.35%）：時效處理時與鎳結合形成 Ni?Al 金屬間化合物，是主要強化相，決定材料的高強度。

• 低雜質控制：碳（≤0.05%）、磷（≤0.01%）、硫（≤0.008%）含量低，避免晶界脆化，保證韌性和耐蝕性。

三、強化機制：沉淀硬化的核心原理

1. 固溶處理（927℃±15℃，水淬）：
   將合金元素（鎳、鉬、鋁等）充分溶解到奧氏體中，形成過飽和固溶體，快速水淬后保持亞穩定的馬氏體組織（室溫下）。
2. 時效處理（510-650℃，保溫 4 小時空冷）：
   在時效溫度下，過飽和馬氏體中析出均勻、細小的 Ni?Al（γ' 相）和少量 Ni?Mo 等金屬間化合物，這些析出相通過 “彌散強化” 作用阻礙位錯運動，顯著提高材料的強度和硬度。
   不同時效溫度對應不同性能：低溫時效（如 H900 狀態，510℃）強度最高，高溫時效（如 H1150 狀態，650℃）韌性更優。

四、關鍵性能優勢

1. 高強度與高韌性平衡：
   經 H950 狀態處理后，抗拉強度可達 1310MPa 以上，屈服強度≥1170MPa，同時延伸率≥10%，沖擊韌性≥80J，優于多數馬氏體不銹鋼（如 440C）和部分高強度合金。
2. 優異的耐腐蝕性：
   鉻、鎳、鉬的協同作用使其耐蝕性接近 304 不銹鋼，尤其在海洋環境、潮濕大氣、稀酸等介質中表現出色，遠優于傳統馬氏體不銹鋼（如 17-4PH 在高氯離子環境下的耐蝕性）。
3. 良好的工藝性能：

• 可進行冷加工（冷軋、冷拔）和熱加工（鍛造、軋制），加工后通過熱處理恢復性能。

• 焊接性能較好，可采用 TIG 焊等工藝，焊接后經時效處理可恢復強度。

• 熱處理工藝靈活，通過調整時效溫度可精準調控強度與韌性的匹配，滿足不同場景需求。

4. 尺寸穩定性：
   熱處理過程中變形小，適合制造高精度零件（如航空航天緊固件、精密儀器部件）。

五、典型應用領域

• 航空航天：飛機結構件、發動機部件、彈艙體、緊固件等（需承受高應力與復雜環境）。

• 海洋工程：水下設備、海洋平臺連接件、海水處理裝置（耐海水腐蝕）。

• 核工業：核反應堆部件、控制棒驅動機構（耐輻射與高溫腐蝕）。

• 機械：精密閥門、高壓泵零件、醫療器械（如手術器械，兼顧強度與耐體液腐蝕）。

六、相關標準與注意事項

• 主要標準：ASTM A564（棒材 / 型材）、ASTM A693（鋼板）、AMS 5629（航空航天標準）等，規范其化學成分、熱處理工藝及性能指標。

• 使用注意：

• 避免在 600℃以上長期使用，以防強化相粗化導致性能下降。

• 焊接后需及時時效處理，消除應力并恢復強度。

• 熱處理需控制爐內氣氛，防止脫碳或滲碳影響耐蝕性。