沉淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)一類(lei)含沉淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)(ying)化(hua)元素(Cu、Al、Ti、Nb)的(de)鐵鉻鎳合(he)金(jin),可(ke)以通(tong)過熱(re)處(chu)理(li)強化(hua),此(ci)類(lei)鋼(gang)(gang)具有(you)高強度、足夠的(de)韌性和(he)適(shi)宜的(de)耐(nai)蝕性。主要(yao)應用于(yu)(yu)宇航工業和(he)一些高技術產業。 沉淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)可(ke)區分為馬氏(shi)(shi)體、半(ban)奧氏(shi)(shi)體和(he)奧氏(shi)(shi)體沉淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)三(san)種主要(yao)類(lei)型(xing),近年(nian)來又出現了(le)鐵素體沉淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。在馬氏(shi)(shi)體沉淀(dian)(dian)(dian)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中,基(ji)于(yu)(yu)馬氏(shi)(shi)體時效鋼(gang)(gang)的(de)經驗(yan),近年(nian)來出現了(le)馬氏(shi)(shi)體時效不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),與前者(zhe)比較,后者(zhe)碳含量較低,其強化(hua)手段主要(yao)是(shi)靠金(jin)屬(shu)間(jian)化(hua)合(he)物(wu)析出,且熱(re)處(chu)理(li)簡(jian)單。
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼是一種馬氏體沉(chen)淀硬化不(bu)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(cheng)分
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的化(hua)學(xue)(xue)成分(fen)列于表5-2,在不同標準中(zhong),化(hua)學(xue)(xue)成分(fen)有所差別,與美(mei)國標準比較,磷低于美(mei)國標準水(shui)平。
二、室溫力學性能
標準中規定的(de) 0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的(de)室溫拉伸情況見(jian)表5-3。一些實測數(shu)據見(jian)表5-4和表5-5。
三、疲(pi)勞性能和斷裂韌(ren)性
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的疲勞性(xing)能見(jian)表5-6至表5-8,在不同介質和試驗條件下的疲勞行為見(jian)圖5-2至圖5-4。
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹(xiu)鋼的疲(pi)勞裂(lie)紋擴展(zhan)速率(lv)見圖(tu) 5-5。
不同時效狀態的Kic 和 Kiscc 見(jian)表 5-9。
四、高溫力學性能
a. 高溫瞬時拉伸性能(neng)
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 銹(xiu)鋼的高(gao)溫瞬時拉伸性(xing)能(neng)見(jian)表(biao)5-10、表(biao)5-11和圖5-6。
b. 持久(jiu)和(he)蠕變性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼(gang)的高(gao)溫長時力學性能(neng)見表(biao)5-12、表(biao)5-13和圖5-7。
五、低(di)溫力學性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的低溫拉伸性能圖5-8。
六、耐蝕性(xing)
a. 均勻腐蝕
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的均勻腐蝕行為見表5-14、表5-15。
b. 應(ying)力腐蝕
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼(gang)在硫化(hua)氫環境中的應力腐蝕和(he)鋼(gang)的屈服(fu)強度(du)的關(guan)系(xi)見圖(tu) 5-9 。
七、工(gong)藝性能
a. 熱加工
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的(de)熱(re)(re)加工溫度為1000~1170℃,對于大截面尺寸(≥75mm)或形狀復雜的(de)部件,熱(re)(re)加工后(hou)應及時回爐加熱(re)(re)到原熱(re)(re)加工溫度,隨后(hou)緩慢冷卻。
b. 熱處理
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的相變臨界(jie)點列于表5-16。熱處理制(zhi)度見表5-17。
在固溶后(hou)(hou)(hou)(hou)鋼獲得A狀(zhuang)態(馬氏體)后(hou)(hou)(hou)(hou),隨后(hou)(hou)(hou)(hou)可(ke)進行時(shi)效(xiao)(xiao)處理(li),亦可(ke)以(yi)在固溶后(hou)(hou)(hou)(hou)采用(yong)過時(shi)效(xiao)(xiao)處理(li)后(hou)(hou)(hou)(hou)再重復固溶,而后(hou)(hou)(hou)(hou)熱處理(li)的方式(shi)。(0Cr17Ni4Cu4Nb)17-4PH不(bu)銹鋼可(ke)采用(yong)不(bu)同的時(shi)效(xiao)(xiao)處理(li)調整其強(qiang)度(du)水平,見(jian)圖5-10。
八、物理性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹(xiu)鋼(gang)的物理性(xing)(xing)能見表(biao) 5-18 。衰減性(xing)(xing)能見表(biao) 5-19 。
九、應用
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼為汽輪機(ji)低末級葉片的首選材(cai)料,是在(zai)腐蝕(shi)條(tiao)件下工作溫度低于(yu)300℃的結(jie)構材(cai)料。此(ci)外它是在(zai)既要(yao)求(qiu)有不(bu)銹性及耐(nai)弱酸(suan)、堿、鹽腐蝕(shi)又要(yao)求(qiu)具有高強度的環境(jing)下工作的部件的主要(yao)結(jie)構材(cai)料。在(zai)反(fan)應堆環境(jing)中主要(yao)用于(yu)控(kong)制棒驅動(dong)機(ji)構的耐(nai)磨、耐(nai)蝕(shi)的高強度部件。