该合金的可热加工性和耐腐蚀性。
[0020] 尽管通过高纯度炉料的选择或通过采用合金精炼技术可将硫和磷降低至非常低 的水平，但是在大规模生产条件下，它们在合金中的存在不能被完全避免。因此，可以受 控制的量添加少量钙，以结合磷和/或硫来促进合金中那两种元素的去除和稳定。钙还 被用于使合金脱氧。使用时，钙在该合金中的保持量不超过约0.010%并优选不超过约 0. 005%。作为|丐处理的替代方式（alternative)，可将一种或更多种稀土金属（REM)(特别 是铈和镧）添加至合金中。在这方面，合金可含有至少约0.001 %的REM及更好地至少约 0. 002%的REM。太多的REM回收不利地影响该合金的可热加工性和韧性。过度的REM含量 还导致合金中不合意的氧化物夹杂物的形成。因此，存在于该合金中的REM的量被限制为 在该合金中不超过约〇. 025 %、更好地不超过约0. 015 %、并优选不超过约0. 010%。进一步 预期，可添加镁作为钙或REM的替代品，用于脱硫和脱氧。
[0021] 太多的铜不利地影响该合金的缺口韧性、延展性和强度。因此，合金含有不超过约 0. 75%、更好地不超过约0. 50 %并优选不超过约0. 25 %的铜。
[0022] 熔炼、铸造或加工本发明的合金不需要特殊的技术。真空感应熔炼（VIM)及后面 跟随真空电弧重熔（VAR)的真空感应熔炼是熔炼和精炼该合金的优选方法，但是也可使用 其它实践。另外，如果希望，可使用粉末冶金技术来制备该合金。另外，尽管本发明的合金 可被热加工或冷加工，但是冷加工增强了合金的机械强度。
[0023] 在该合金中提供钙的优选方法是通过在VIM期间添加镍-|丐复合物（compound)。 以与可用的磷、硫和氧的有效结合的量来添加镍丐复合物（例如由Chemalloy Co. Inc.销 售的Ni-Cal⑩合金）。也可使用用于添加钙的其它技术。例如，可将元素钙的胶囊（capsule) 或钙母合金添加至熔体（melt)中。据信也可使用含有钙或钙化合物的炉渣。化学反应导致 第二相夹杂物（例如硫化妈、氧化妈和氧硫化妈）的形成，所述夹杂物在初次（primary)和 二次（secondary)恪炼期间容易地被除去。使用时，将REM以混合稀土金属（mischmetal) (其为稀土元素的混合物）的形式添加至熔融的合金中，其中一个实例含有约50%铈、约 30%镧、约15%钕、和约5%镨。
[0024] 以多个步骤来加工本发明的可沉淀硬化的合金，以发展所需的性能组合。在第 一步骤中，将合金固溶退火。将固溶退火温度选择为足够高，以将所有不希望有的沉淀基 本溶解成合金基质材料并确保晶粒结构完全重结晶。未重结晶的晶粒可导致合金的机 械性能（特别是延展性和韧性）的增加的各向异性。但是，如果固溶退火的温度太高， 则其将通过促进过度的晶粒生长来削弱合金的断裂韧性。优选地，将本发明的合金在 1850° F-1950。F(1010°C-1066°C)下固溶退火，持续足够长时间，以将合金基质中的任何 沉淀充分完全溶解并使晶粒结构充分重结晶。在固溶温度下的时间取决于零件的厚度。随 后将合金（优选在油中）淬火。
[0025] 为进一步发展合金的高强度，在其淬火之后使其经受冷冻处理。冷冻处理将合金 冷却至足够低于马氏体终了温度的温度，以确保完成马氏体转变。优选地，冷冻处理包括将 合金冷却至约-100° F(-73°C )或更低，持续足够时间以确保合金已充分完全地转变为马 氏体。对于冷冻处理的需求将（至少部分地）受到合金的马氏体终了温度的影响。若马氏 体终了温度足够高，则向马氏体结构的转变可无需冷冻处理而进行。另外，对于冷冻处理的 需求也可取决于制造部件的截面尺寸。随着部件的截面尺寸增加，合金中的偏析变得更加 显著且冷冻处理的使用变得更加有益。另外，对于大的部件，可能需要增加部件的冷冻时间 长度，以便完成向马氏体的转变。例如，已发现，对于发展高强度（其为该合金的特征），优 选持续最短约8小时的冷冻处理。
[0026] 依照用于已知的沉淀硬化型不锈钢合金的技术对本发明的合金进行时效硬化，所 述处理为本领域技术人员所知。例如，优选在约950-975° F(510-524°C)下对合金进行 时效（处理），持续的时间足够确保合金被充分均匀地加热至时效温度，所述时效温度取决 于部件的厚度，且典型地持续另外4至8小时，以完成时效反应并达到强度和韧性的所需 组合。所用的具体时效温度通过考虑以下方面来选择：（1)合金的最终拉伸强度随时效温 度升高而减小；及（2)将合金时效硬化至所需的强度水平所需的时间随时效温度降低而增 加。
[0027] 可使本发明的合金成形为用于多种用途的各种产品形状，及使用常规实践而适用 于坯、棒、杆、线、带、板或片的形成。本发明的合金有用于宽范围的实际应用，所述应用需要 具有耐腐蚀性、强度和韧性的优良组合的合金。特别地，本发明的合金可用于生产飞机的结 构构件，包括但不限于起落架组件和紧固件。合金还充分适合用于医学应用和牙科应用中， 例如牙科工具和医用刮削器、刀具和缝合针。
[0028] 工作实施例 为了证明由根据本发明的合金提供的强度、韧性和耐腐蚀性的新颖组合，进行了对比 试验程序。通过V頂生产具有下表1中所示的重量百分比组成的七种35镑熔炼物（heats)。
注：无实际（positive)添加。
[0030] 各个熔炼物的其余部分是铁和寻常杂质。实施例1和2是根据本发明的合金的代 表。实施例A至E是对比合金。特别地，实施例A位于美国专利No. 5, 681，526中描述的合 金的范围之内。
[0031] 将V頂熔炼物熔融并铸造成4平方英寸的锭。将锭装入在1500° F下运行的炉子 中，且将炉温斜线上升直至（ramped to) 2300° F。将锭保持在2300° F达16小时，之后将 炉温降至2000° F。将锭保持在2000° F直至它们在温度上被充分完全地均衡。随后将锭 从2000° F的起始温度双端锻造成2-3/4平方英寸的坯，并随后将其各自热切割成3个部 件（pieces)。将各部件在2000° F再加热，并双端锻造成1-1/4平方英寸。再次将棒材热 切割成3个部件并在2000° F下再加热。随后将棒材单端锻造成11/16平方英寸，没有再 加热。将棒材在空气中冷却，在1250° F下过时效退火8小时，并随后在空气中冷却。
[0032] 由各熔炼物的棒材机械加工纵向光滑及有缺口的（Kt= 3)拉伸样品、纵向夏氏 V形缺口（CVN)样品及纵向上升阶段负载（rising step load) (RSL)断裂韧性样品。在 1900° F下对来自实施例1、2、B、C、D和E的样品进行固溶处理1小时并进行油淬火。依 照用于那种合金的常规实践对来自实施例A的样品在1800° F下进行固溶处理。在固溶处 理之后，将所有样品在-100° F下冷冻24小时随后在空气中升至室温。随后在从900° F 至1000° F范围的各种温度下对样品进行时效硬化。通过以下方式进行时效（处理）：将 样品保持在空气中温度下4小时并随后将样品在水中淬火。
[0033] 各熔炼物的样品的室温拉伸试验结果显示于下表IIA和IIB中，其包括0. 2%条件 屈服强度（Y.S.)和极限拉伸强度（U.T.S)(以ksi计）、百分比伸长El.)、面积的百分 比减小R.A.)和以ksi计的缺口拉伸强度（N.T.S.)。
[0034]表IIA
实施例1、2和D的夏氏V形缺口（CVN)冲击试验结果显示于下表1II中，其包括时效 温度、洛氏硬度C标度（HRC)、及以英尺-镑计的冲击韧性（CVN)。按照ASTM标准试验程序 E23执行CVN试验。
由实施例1、2、A和D的时效硬化的棒材机械精加工（finish machined)用于平面应变 断裂韧性试验和耐应力腐蚀裂纹性（SCC)的上升阶段负载（RSL)样品。将来自各熔炼物的 两个样品在空气中进行试验以提供断裂韧性值（K 1J。将另外的样品在3. 5% NaCl溶液中、 自然PH、室温下进行试验，以提供...