
沉淀(dian)硬化(hua)(hua)(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)一類(lei)含(han)沉淀(dian)硬化(hua)(hua)(hua)元素(Cu、Al、Ti、Nb)的鐵(tie)(tie)鉻鎳合(he)金,可以通過熱處理強化(hua)(hua)(hua),此類(lei)鋼(gang)(gang)具有高(gao)強度、足(zu)夠的韌性(xing)(xing)和(he)適宜的耐蝕性(xing)(xing)。主要應用于宇航工業和(he)一些(xie)高(gao)技術產(chan)業。 沉淀(dian)硬化(hua)(hua)(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)可區分為馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)、半(ban)奧氏(shi)體(ti)(ti)和(he)奧氏(shi)體(ti)(ti)沉淀(dian)硬化(hua)(hua)(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)三種主要類(lei)型,近年(nian)來又出(chu)現了鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)沉淀(dian)硬化(hua)(hua)(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。在馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)沉淀(dian)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong),基于馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)時效(xiao)鋼(gang)(gang)的經(jing)驗,近年(nian)來出(chu)現了馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)時效(xiao)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),與前(qian)者比(bi)較(jiao),后者碳含(han)量較(jiao)低(di),其強化(hua)(hua)(hua)手段(duan)主要是(shi)靠金屬間化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)析出(chu),且熱處理簡單。
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼是一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼,該鋼易于調整強度級別,它的強度可通過變動熱處理工藝予以調整。馬氏體相變和時效處理形成沉淀硬化相是其主要強化手段。由于 0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的低碳、高鉻且含銅,故其耐蝕性較Cr13型及9Cr18不銹鋼、1Cr17Ni2馬氏體鋼為好。此外,該鋼衰減性能好,抗腐蝕疲勞及抗水滴沖蝕能力優于12%Cr馬氏體鋼,焊接工藝簡便,易于加工制造,但較難進行深度冷成型。0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼主要應用于既要求具有不銹性又要求耐弱酸、堿、鹽腐蝕的高強度部件。如汽輪機末級動葉片以及在腐蝕環境下,工作溫度低于300℃的結構件。
一、化學成分
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的化學成(cheng)分(fen)列于表(biao)5-2,在不同標準(zhun)(zhun)中,化學成(cheng)分(fen)有所差(cha)別,與美(mei)國標準(zhun)(zhun)比(bi)較,磷低于美(mei)國標準(zhun)(zhun)水平。

二、室溫(wen)力學性能(neng)
標準中規定的(de) 0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹(xiu)鋼(gang)的(de)室溫拉伸情況見表5-3。一(yi)些實(shi)測數據(ju)見表5-4和表5-5。


三、疲(pi)勞性能(neng)和斷裂(lie)韌(ren)性
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼的疲(pi)勞(lao)性能見表5-6至表5-8,在不(bu)同介質(zhi)和試驗條件下的疲(pi)勞(lao)行為見圖5-2至圖5-4。



0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹(xiu)鋼的疲勞裂(lie)紋擴展速率見圖 5-5。

不同時效(xiao)狀態的Kic 和 Kiscc 見表 5-9。

四、高溫力學性能
a. 高溫瞬時拉伸性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 銹鋼的高溫瞬時(shi)拉(la)伸性能見表5-10、表5-11和圖(tu)5-6。


b. 持(chi)久和蠕變性能(neng)
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼的高溫長時力學性能見(jian)表(biao)(biao)5-12、表(biao)(biao)5-13和圖5-7。


五(wu)、低(di)溫力(li)學性(xing)能(neng)
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼的低溫拉伸性能圖5-8。

六、耐蝕性
a. 均勻(yun)腐(fu)蝕
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的均勻(yun)腐蝕行為見表(biao)5-14、表(biao)5-15。
b. 應力腐(fu)蝕(shi)
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼在硫化(hua)氫(qing)環境中的(de)應(ying)力腐蝕和鋼的(de)屈服強(qiang)度的(de)關系見圖 5-9 。

七(qi)、工藝性能
a. 熱加工
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的(de)熱加(jia)工溫(wen)度為1000~1170℃,對于(yu)大截(jie)面(mian)尺寸(cun)(≥75mm)或形狀(zhuang)復雜的(de)部(bu)件(jian),熱加(jia)工后(hou)(hou)應及時回(hui)爐加(jia)熱到原熱加(jia)工溫(wen)度,隨后(hou)(hou)緩慢(man)冷卻。
b. 熱處理
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的相變臨界點列(lie)于表(biao)5-16。熱處理(li)制度見表(biao)5-17。


在固(gu)溶后(hou)鋼獲得A狀態(馬氏(shi)體)后(hou),隨后(hou)可(ke)(ke)(ke)進行時效處理,亦可(ke)(ke)(ke)以在固(gu)溶后(hou)采用(yong)過時效處理后(hou)再重復固(gu)溶,而后(hou)熱處理的方式。(0Cr17Ni4Cu4Nb)17-4PH不銹鋼可(ke)(ke)(ke)采用(yong)不同的時效處理調整(zheng)其強度水平,見圖(tu)5-10。
八、物理性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的(de)物理性能見表 5-18 。衰減性能見表 5-19 。


九、應用
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼為汽輪機低(di)末級(ji)葉片的首選(xuan)材料,是(shi)在腐蝕(shi)條(tiao)件(jian)下(xia)工(gong)作(zuo)溫度(du)低(di)于300℃的結(jie)構(gou)(gou)材料。此(ci)外它是(shi)在既要(yao)求有不(bu)銹性及耐(nai)弱(ruo)酸、堿、鹽腐蝕(shi)又要(yao)求具有高強(qiang)度(du)的環境下(xia)工(gong)作(zuo)的部(bu)件(jian)的主要(yao)結(jie)構(gou)(gou)材料。在反(fan)應堆環境中(zhong)主要(yao)用于控制(zhi)棒驅(qu)動(dong)機構(gou)(gou)的耐(nai)磨、耐(nai)蝕(shi)的高強(qiang)度(du)部(bu)件(jian)。
