
沉(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)是一類(lei)含(han)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)元素(su)(Cu、Al、Ti、Nb)的(de)(de)鐵(tie)鉻(ge)鎳合金,可(ke)以通過熱處理(li)強化(hua)(hua),此類(lei)鋼(gang)(gang)具(ju)有高(gao)強度、足夠(gou)的(de)(de)韌性(xing)和(he)適宜的(de)(de)耐蝕性(xing)。主要(yao)(yao)應用于宇航工(gong)業和(he)一些高(gao)技術產業。 沉(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)可(ke)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(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)三種主要(yao)(yao)類(lei)型,近年來又出(chu)現了鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。在馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中,基于馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)時效(xiao)鋼(gang)(gang)的(de)(de)經驗,近年來出(chu)現了馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)時效(xiao)不銹(xiu)鋼(gang)(gang),與前者比較,后者碳含(han)量較低,其強化(hua)(hua)手段主要(yao)(yao)是靠金屬間化(hua)(hua)合物析出(chu),且熱處理(li)簡單。
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼是一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼(gang),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)分列于表5-2,在不(bu)同標(biao)準中,化學成(cheng)分有所差別,與美國(guo)標(biao)準比較,磷低于美國(guo)標(biao)準水平。

二、室溫力學(xue)性能
標準中規定的 0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的室溫拉伸情況見表5-3。一(yi)些實測數(shu)據見表5-4和表5-5。


三(san)、疲勞性能和(he)斷裂韌性
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼(gang)的(de)疲勞(lao)性能見(jian)表(biao)5-6至(zhi)表(biao)5-8,在不同介(jie)質和試驗條件下的(de)疲勞(lao)行(xing)為(wei)見(jian)圖(tu)5-2至(zhi)圖(tu)5-4。



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

不同時效狀(zhuang)態的Kic 和(he) Kiscc 見表 5-9。

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


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


五、低溫力學性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的低溫拉(la)伸性能圖5-8。

六、耐(nai)蝕性
a. 均勻(yun)腐蝕
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的均勻腐(fu)蝕(shi)行為見表5-14、表5-15。
b. 應(ying)力腐蝕
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼在硫(liu)化氫環境中的(de)(de)應力腐蝕和鋼的(de)(de)屈服強度的(de)(de)關系見圖 5-9 。

七(qi)、工藝性能
a. 熱加(jia)工
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼的熱加工(gong)溫度(du)為1000~1170℃,對(dui)于大截面尺寸(cun)(≥75mm)或形狀復雜的部件,熱加工(gong)后應(ying)及時回爐加熱到原熱加工(gong)溫度(du),隨后緩(huan)慢冷卻。
b. 熱處理(li)
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼(gang)的相變臨(lin)界(jie)點列于表5-16。熱處理制度見表5-17。


在固溶后鋼獲得A狀態(馬氏體)后,隨后可進行時效(xiao)處(chu)理,亦可以在固溶后采用過時效(xiao)處(chu)理后再重復固溶,而后熱處(chu)理的(de)方式。(0Cr17Ni4Cu4Nb)17-4PH不(bu)銹鋼可采用不(bu)同的(de)時效(xiao)處(chu)理調整(zheng)其(qi)強(qiang)度水平,見圖5-10。
八(ba)、物理性(xing)能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹(xiu)鋼的物理性(xing)(xing)能(neng)見表 5-18 。衰減性(xing)(xing)能(neng)見表 5-19 。


九、應用(yong)
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)為汽輪機(ji)低(di)末級(ji)葉片的首選材(cai)料,是(shi)在腐蝕(shi)條件下工(gong)作(zuo)溫度低(di)于300℃的結(jie)構材(cai)料。此外它是(shi)在既要求有(you)不(bu)銹(xiu)(xiu)性及耐弱酸、堿、鹽腐蝕(shi)又(you)要求具有(you)高(gao)(gao)強(qiang)度的環境下工(gong)作(zuo)的部(bu)件的主要結(jie)構材(cai)料。在反(fan)應堆環境中主要用于控(kong)制棒(bang)驅(qu)動機(ji)構的耐磨、耐蝕(shi)的高(gao)(gao)強(qiang)度部(bu)件。
