沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)是一類含沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)元素(su)(Cu、Al、Ti、Nb)的鐵(tie)鉻鎳(nie)合金(jin)(jin),可(ke)以通(tong)過熱處(chu)理強化(hua),此類鋼(gang)(gang)具有高強度(du)、足夠的韌(ren)性和(he)(he)適宜的耐(nai)蝕性。主要(yao)應用于(yu)宇航工業(ye)和(he)(he)一些高技術(shu)產業(ye)。 沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)可(ke)區(qu)分為馬氏體(ti)、半奧氏體(ti)和(he)(he)奧氏體(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)三(san)種主要(yao)類型,近年來(lai)又出現(xian)了鐵(tie)素(su)體(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。在馬氏體(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中,基于(yu)馬氏體(ti)時效鋼(gang)(gang)的經驗(yan),近年來(lai)出現(xian)了馬氏體(ti)時效不銹(xiu)鋼(gang)(gang),與前者(zhe)比較(jiao),后者(zhe)碳含量較(jiao)低,其(qi)強化(hua)手(shou)段(duan)主要(yao)是靠(kao)金(jin)(jin)屬(shu)間化(hua)合物析出,且熱處(chu)理簡(jian)單(dan)。
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼是一種馬氏體沉淀硬(ying)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(yi)、化學成分
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹(xiu)鋼(gang)的化學成分列于表(biao)5-2,在(zai)不同標準中,化學成分有所(suo)差別(bie),與(yu)美國標準比較,磷低(di)于美國標準水平。
二(er)、室(shi)溫力(li)學(xue)性能
標準中規定的 0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼(gang)的室溫拉伸情況見表5-3。一些實(shi)測數據(ju)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(xiu)鋼(gang)的(de)疲勞性能見(jian)表5-6至(zhi)表5-8,在不同介質和試驗條件下的(de)疲勞行為見(jian)圖5-2至(zhi)圖5-4。
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的疲勞(lao)裂(lie)紋(wen)擴展速率見(jian)圖 5-5。
不同時效(xiao)狀態的Kic 和 Kiscc 見(jian)表 5-9。
四(si)、高溫力學(xue)性(xing)能
a. 高(gao)溫瞬時拉伸性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 銹鋼的高溫瞬時拉伸性能見表(biao)(biao)5-10、表(biao)(biao)5-11和圖5-6。
b. 持久和(he)蠕變性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的高溫長(chang)時力(li)學性(xing)能見(jian)表5-12、表5-13和圖5-7。
五、低溫(wen)力學性(xing)能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼的(de)低(di)溫拉(la)伸(shen)性能(neng)圖5-8。
六(liu)、耐蝕性(xing)
a. 均(jun)勻腐(fu)蝕
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼的均勻腐蝕行為(wei)見表5-14、表5-15。
b. 應力腐蝕
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼在硫化(hua)氫環(huan)境中的(de)應力腐蝕和鋼的(de)屈服強(qiang)度的(de)關系見圖 5-9 。
七(qi)、工(gong)藝性能(neng)
a. 熱加工
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的熱(re)加工溫度為1000~1170℃,對于大截面尺(chi)寸(≥75mm)或形(xing)狀復雜的部(bu)件,熱(re)加工后(hou)應及時回(hui)爐加熱(re)到原熱(re)加工溫度,隨后(hou)緩(huan)慢冷卻。
b. 熱處理(li)
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的(de)相變臨界點列于表5-16。熱處理(li)制(zhi)度(du)見表5-17。
在固(gu)溶后(hou)鋼獲得A狀態(tai)(馬氏體)后(hou),隨(sui)后(hou)可進行時(shi)效處(chu)理(li)(li),亦(yi)可以在固(gu)溶后(hou)采(cai)(cai)用過(guo)時(shi)效處(chu)理(li)(li)后(hou)再重復固(gu)溶,而后(hou)熱處(chu)理(li)(li)的方式。(0Cr17Ni4Cu4Nb)17-4PH不銹鋼可采(cai)(cai)用不同的時(shi)效處(chu)理(li)(li)調(diao)整其(qi)強(qiang)度水平,見(jian)圖5-10。
八、物理性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)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(bu)銹鋼為(wei)汽輪機低(di)末(mo)級葉(xie)片(pian)的(de)首選材(cai)料(liao),是(shi)在(zai)(zai)腐(fu)蝕條(tiao)件(jian)下(xia)工作溫度低(di)于300℃的(de)結(jie)構(gou)材(cai)料(liao)。此外它(ta)是(shi)在(zai)(zai)既要(yao)求有(you)不(bu)銹性及耐(nai)弱酸、堿、鹽腐(fu)蝕又要(yao)求具有(you)高強度的(de)環境(jing)下(xia)工作的(de)部(bu)件(jian)的(de)主要(yao)結(jie)構(gou)材(cai)料(liao)。在(zai)(zai)反應堆環境(jing)中主要(yao)用于控制(zhi)棒驅動機構(gou)的(de)耐(nai)磨、耐(nai)蝕的(de)高強度部(bu)件(jian)。