沉(chen)淀(dian)硬化(hua)(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)是一類含沉(chen)淀(dian)硬化(hua)(hua)(hua)元素(Cu、Al、Ti、Nb)的(de)鐵鉻鎳合金(jin)(jin),可以(yi)通過(guo)熱(re)處(chu)理(li)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua),此類鋼(gang)具有高強(qiang)(qiang)度、足夠的(de)韌性和(he)適宜的(de)耐蝕性。主(zhu)要(yao)應用于宇(yu)航工業和(he)一些(xie)高技術產業。 沉(chen)淀(dian)硬化(hua)(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)可區分為(wei)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)、半奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)和(he)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬化(hua)(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)三(san)種主(zhu)要(yao)類型,近年來(lai)又出(chu)現了(le)鐵素體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬化(hua)(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。在馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中,基于馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)時效鋼(gang)的(de)經驗,近年來(lai)出(chu)現了(le)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)時效不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),與前者(zhe)比較,后(hou)者(zhe)碳含量較低,其強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)手段主(zhu)要(yao)是靠金(jin)(jin)屬間化(hua)(hua)(hua)合物析出(chu),且(qie)熱(re)處(chu)理(li)簡(jian)單。
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼是一種馬氏體沉淀硬化不銹(xiu)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(bu)銹(xiu)鋼的化學成(cheng)(cheng)分(fen)列于(yu)表5-2,在(zai)不(bu)同(tong)標(biao)準(zhun)中(zhong),化學成(cheng)(cheng)分(fen)有所差別,與(yu)美(mei)國(guo)標(biao)準(zhun)比(bi)較,磷低于(yu)美(mei)國(guo)標(biao)準(zhun)水(shui)平。
二(er)、室溫力學性能
標準中規定的 0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹(xiu)鋼的室溫拉伸情況(kuang)見表(biao)5-3。一些實測數據見表(biao)5-4和表(biao)5-5。
三、疲(pi)勞性能和斷裂韌(ren)性
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼的疲勞性能見表(biao)5-6至(zhi)表(biao)5-8,在不(bu)同介質和試驗條件下的疲勞行為見圖5-2至(zhi)圖5-4。
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的疲勞裂紋擴(kuo)展(zhan)速(su)率見圖(tu) 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(gang)的高溫瞬時拉伸性能見表(biao)5-10、表(biao)5-11和(he)圖5-6。
b. 持(chi)久和蠕(ru)變性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼(gang)的高溫長時力學性能見(jian)表5-12、表5-13和圖5-7。
五、低溫力學性(xing)能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹(xiu)鋼的低溫(wen)拉伸性(xing)能圖5-8。
六、耐蝕性
a. 均勻腐蝕(shi)
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的(de)均勻(yun)腐蝕行為見表5-14、表5-15。
b. 應力腐蝕
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼在(zai)硫化(hua)氫環境中(zhong)的應力(li)腐(fu)蝕和鋼的屈(qu)服(fu)強(qiang)度的關(guan)系(xi)見圖 5-9 。
七、工藝性能
a. 熱加(jia)工(gong)
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的(de)(de)熱加工溫度為1000~1170℃,對于大截面(mian)尺寸(≥75mm)或形狀復(fu)雜的(de)(de)部件(jian),熱加工后(hou)(hou)應及(ji)時(shi)回(hui)爐(lu)加熱到原熱加工溫度,隨后(hou)(hou)緩慢冷卻。
b. 熱(re)處理
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的(de)相變臨界(jie)點列于表(biao)(biao)5-16。熱處理制度見表(biao)(biao)5-17。
在固(gu)溶(rong)后(hou)(hou)(hou)(hou)鋼獲(huo)得A狀態(馬氏體(ti))后(hou)(hou)(hou)(hou),隨后(hou)(hou)(hou)(hou)可進行時(shi)效(xiao)處理(li),亦可以在固(gu)溶(rong)后(hou)(hou)(hou)(hou)采用過時(shi)效(xiao)處理(li)后(hou)(hou)(hou)(hou)再重復(fu)固(gu)溶(rong),而后(hou)(hou)(hou)(hou)熱處理(li)的方式。(0Cr17Ni4Cu4Nb)17-4PH不(bu)銹鋼可采用不(bu)同的時(shi)效(xiao)處理(li)調整(zheng)其強度(du)水平,見圖5-10。
八、物(wu)理性能(neng)
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹(xiu)鋼的物理性(xing)能見表 5-18 。衰減性(xing)能見表 5-19 。
九、應用
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼為汽輪(lun)機(ji)低末級(ji)葉片的(de)首選材(cai)料(liao)(liao),是在(zai)腐(fu)蝕條件下(xia)工作溫度低于300℃的(de)結構材(cai)料(liao)(liao)。此外它是在(zai)既(ji)要求(qiu)有(you)不銹性及耐(nai)弱酸、堿(jian)、鹽腐(fu)蝕又要求(qiu)具有(you)高強(qiang)(qiang)度的(de)環(huan)(huan)境(jing)(jing)下(xia)工作的(de)部件的(de)主(zhu)要結構材(cai)料(liao)(liao)。在(zai)反(fan)應(ying)堆環(huan)(huan)境(jing)(jing)中主(zhu)要用于控制棒驅(qu)動機(ji)構的(de)耐(nai)磨、耐(nai)蝕的(de)高強(qiang)(qiang)度部件。