
沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)是一類含(han)沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)元素(Cu、Al、Ti、Nb)的鐵(tie)鉻鎳合金,可(ke)以通過(guo)熱(re)處(chu)理(li)強化(hua)(hua),此(ci)類鋼(gang)具(ju)有高強度(du)、足(zu)夠的韌性和適宜的耐蝕性。主(zhu)要(yao)應用(yong)于宇航工業(ye)和一些(xie)高技術產業(ye)。 沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)可(ke)區分為馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)、半奧氏(shi)體(ti)(ti)和奧氏(shi)體(ti)(ti)沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)三種(zhong)主(zhu)要(yao)類型,近年來又出現(xian)了(le)鐵(tie)素體(ti)(ti)沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)。在馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)沉淀(dian)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)中,基于馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)時(shi)效鋼(gang)的經驗,近年來出現(xian)了(le)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)時(shi)效不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),與前者比較,后(hou)者碳含(han)量(liang)較低,其強化(hua)(hua)手段主(zhu)要(yao)是靠金屬間化(hua)(hua)合物析出,且熱(re)處(chu)理(li)簡單。
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼是一種馬氏體沉淀(dian)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(xue)成(cheng)分(fen)
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的化(hua)學(xue)成分(fen)列于表5-2,在不同標準中,化(hua)學(xue)成分(fen)有所(suo)差(cha)別,與美國(guo)(guo)標準比(bi)較,磷(lin)低(di)于美國(guo)(guo)標準水平。

二、室溫力學(xue)性(xing)能
標準(zhun)中規(gui)定(ding)的 0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的室溫(wen)拉伸情(qing)況見表5-3。一(yi)些實測(ce)數據(ju)見表5-4和(he)表5-5。


三(san)、疲(pi)勞(lao)性能和斷(duan)裂韌(ren)性
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的疲勞性能見表5-6至(zhi)(zhi)表5-8,在不同介質和試驗條(tiao)件下的疲勞行為見圖5-2至(zhi)(zhi)圖5-4。



0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的疲勞裂紋擴展(zhan)速率(lv)見圖 5-5。

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

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


b. 持(chi)久和蠕變性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的(de)高溫長(chang)時力學性能(neng)見表5-12、表5-13和圖5-7。


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

六、耐蝕性
a. 均勻(yun)腐蝕
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的(de)均勻腐蝕行為見(jian)表5-14、表5-15。
b. 應力(li)腐蝕
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼(gang)在硫(liu)化氫環境(jing)中的(de)應(ying)力腐蝕和鋼(gang)的(de)屈服強度(du)的(de)關系(xi)見圖 5-9 。

七(qi)、工藝性(xing)能(neng)
a. 熱加工
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹(xiu)鋼(gang)的熱(re)加工溫度(du)為1000~1170℃,對于(yu)大截面尺寸(≥75mm)或形狀復(fu)雜的部件,熱(re)加工后應及時回爐(lu)加熱(re)到原熱(re)加工溫度(du),隨后緩慢冷卻。
b. 熱處理
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的(de)相變臨界點列于表5-16。熱處理制度見表5-17。


在固溶后鋼(gang)獲得(de)A狀態(馬氏體(ti))后,隨后可進行時效(xiao)處理(li),亦可以在固溶后采用過時效(xiao)處理(li)后再重復固溶,而后熱處理(li)的(de)方式。(0Cr17Ni4Cu4Nb)17-4PH不銹(xiu)鋼(gang)可采用不同的(de)時效(xiao)處理(li)調整(zheng)其強度水平,見圖(tu)5-10。
八、物理性(xing)能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的物理性能見表 5-18 。衰(shuai)減性能見表 5-19 。


九、應用
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼為汽(qi)輪機低末(mo)級葉(xie)片的(de)首(shou)選材(cai)料(liao),是在腐蝕條件下工作(zuo)溫度低于(yu)300℃的(de)結構材(cai)料(liao)。此外(wai)它是在既要(yao)求(qiu)有不(bu)銹性及耐(nai)弱(ruo)酸、堿、鹽腐蝕又要(yao)求(qiu)具有高強度的(de)環境下工作(zuo)的(de)部件的(de)主要(yao)結構材(cai)料(liao)。在反應堆(dui)環境中主要(yao)用于(yu)控制(zhi)棒驅動機構的(de)耐(nai)磨(mo)、耐(nai)蝕的(de)高強度部件。
