
沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是一類含沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)元(yuan)素(Cu、Al、Ti、Nb)的(de)(de)鐵鉻鎳(nie)合金(jin)(jin),可以通過熱處理(li)強(qiang)化(hua)(hua)(hua),此類鋼(gang)(gang)具(ju)有高強(qiang)度、足夠的(de)(de)韌性(xing)和適宜的(de)(de)耐蝕性(xing)。主(zhu)要應用于宇航工業(ye)和一些高技術產(chan)業(ye)。 沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)可區分(fen)為馬(ma)氏體(ti)、半(ban)奧(ao)氏體(ti)和奧(ao)氏體(ti)沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)三種主(zhu)要類型(xing),近年來又出(chu)現(xian)了鐵素體(ti)沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。在馬(ma)氏體(ti)沉淀(dian)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中,基于馬(ma)氏體(ti)時效(xiao)鋼(gang)(gang)的(de)(de)經(jing)驗,近年來出(chu)現(xian)了馬(ma)氏體(ti)時效(xiao)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),與前者(zhe)比(bi)較(jiao),后者(zhe)碳含量(liang)較(jiao)低,其強(qiang)化(hua)(hua)(hua)手段主(zhu)要是靠金(jin)(jin)屬間化(hua)(hua)(hua)合物析出(chu),且熱處理(li)簡(jian)單。
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼是一種馬氏體沉(chen)淀(dian)硬化不銹(xiu)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(xue)成分
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹(xiu)鋼的化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分列于表(biao)5-2,在(zai)不同標準(zhun)(zhun)中,化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分有所(suo)差別,與(yu)美國標準(zhun)(zhun)比較,磷低于美國標準(zhun)(zhun)水平。

二、室溫力學性能
標準中規定的(de) 0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼(gang)的(de)室(shi)溫(wen)拉伸(shen)情況(kuang)見表5-3。一些實測(ce)數據見表5-4和表5-5。


三、疲勞性(xing)(xing)能和斷裂韌性(xing)(xing)
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼(gang)的(de)疲勞性能見表5-6至表5-8,在(zai)不(bu)同(tong)介(jie)質和試(shi)驗條件(jian)下的(de)疲勞行為見圖5-2至圖5-4。



0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼(gang)的疲勞裂紋(wen)擴(kuo)展速率見圖 5-5。

不同時(shi)效狀(zhuang)態(tai)的Kic 和 Kiscc 見表 5-9。

四、高溫(wen)力(li)學性能
a. 高溫瞬時拉伸(shen)性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 銹鋼的(de)高溫(wen)瞬時拉伸性能見表5-10、表5-11和圖5-6。


b. 持久和蠕變性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹(xiu)鋼(gang)的高溫長時(shi)力學性能見表5-12、表5-13和圖(tu)5-7。


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

六、耐蝕性
a. 均勻腐蝕
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的(de)均勻腐蝕(shi)行(xing)為見表5-14、表5-15。
b. 應力腐蝕(shi)
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼(gang)在硫化氫環境(jing)中的(de)應力腐蝕和鋼(gang)的(de)屈服強度的(de)關系見圖 5-9 。

七、工藝性能(neng)
a. 熱加工
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的熱(re)(re)加(jia)(jia)(jia)工(gong)溫度為1000~1170℃,對(dui)于(yu)大截面尺寸(≥75mm)或形狀復雜的部件(jian),熱(re)(re)加(jia)(jia)(jia)工(gong)后應及時回爐(lu)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)到原熱(re)(re)加(jia)(jia)(jia)工(gong)溫度,隨后緩(huan)慢(man)冷卻。
b. 熱處理(li)
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹(xiu)鋼的相變(bian)臨界點列(lie)于表5-16。熱處理制度見表5-17。


在(zai)固溶(rong)后(hou)鋼獲得(de)A狀(zhuang)態(tai)(馬氏體)后(hou),隨(sui)后(hou)可(ke)進(jin)行時效(xiao)處理,亦可(ke)以(yi)在(zai)固溶(rong)后(hou)采(cai)(cai)用過時效(xiao)處理后(hou)再重復固溶(rong),而(er)后(hou)熱處理的方式。(0Cr17Ni4Cu4Nb)17-4PH不銹鋼可(ke)采(cai)(cai)用不同的時效(xiao)處理調(diao)整(zheng)其強度水(shui)平,見圖5-10。
八、物理性(xing)能(neng)
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹(xiu)鋼的(de)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(bu)銹(xiu)鋼為汽輪機低末級葉(xie)片(pian)的(de)首選材料,是在腐蝕條(tiao)件下工作(zuo)溫度(du)(du)低于300℃的(de)結構(gou)材料。此外(wai)它(ta)是在既(ji)要(yao)(yao)求有(you)不(bu)銹(xiu)性及耐弱酸、堿(jian)、鹽腐蝕又要(yao)(yao)求具(ju)有(you)高(gao)強度(du)(du)的(de)環境(jing)下工作(zuo)的(de)部(bu)件的(de)主要(yao)(yao)結構(gou)材料。在反應堆環境(jing)中主要(yao)(yao)用于控制棒(bang)驅動機構(gou)的(de)耐磨、耐蝕的(de)高(gao)強度(du)(du)部(bu)件。
