沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)一(yi)類含(han)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)元素(Cu、Al、Ti、Nb)的鐵(tie)(tie)鉻鎳合金(jin),可以通過(guo)熱處理強化(hua),此類鋼(gang)(gang)(gang)具(ju)有高強度、足夠的韌性和(he)適(shi)宜(yi)的耐蝕性。主(zhu)要應用于宇航工業和(he)一(yi)些高技術產業。 沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)可區分為馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)、半奧氏(shi)體(ti)和(he)奧氏(shi)體(ti)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)三種主(zhu)要類型(xing),近(jin)年來又出(chu)現(xian)了(le)鐵(tie)(tie)素體(ti)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。在馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)沉(chen)淀不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中,基于馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)時效(xiao)鋼(gang)(gang)(gang)的經驗,近(jin)年來出(chu)現(xian)了(le)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)時效(xiao)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),與前(qian)者比較,后者碳含(han)量(liang)較低,其強化(hua)手段主(zhu)要是(shi)靠金(jin)屬間化(hua)合物析出(chu),且熱處理簡單(dan)。
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼是一種馬氏體沉(chen)淀硬化(hua)不銹(xiu)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、化學成分(fen)
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹(xiu)鋼的化學成分(fen)列于(yu)表5-2,在不同標(biao)(biao)準(zhun)中(zhong),化學成分(fen)有所差(cha)別,與美國標(biao)(biao)準(zhun)比較,磷(lin)低于(yu)美國標(biao)(biao)準(zhun)水平。
二、室溫力學(xue)性能
標準(zhun)中規(gui)定(ding)的(de) 0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的(de)室溫拉伸情況(kuang)見(jian)表(biao)5-3。一(yi)些實測(ce)數據見(jian)表(biao)5-4和(he)表(biao)5-5。
三(san)、疲勞性能和斷裂(lie)韌性
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼的疲(pi)勞性能見表5-6至(zhi)表5-8,在不(bu)同(tong)介質和試(shi)驗條件下的疲(pi)勞行為見圖5-2至(zhi)圖5-4。
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹(xiu)鋼(gang)的疲(pi)勞裂紋擴展(zhan)速(su)率見(jian)圖 5-5。
不同(tong)時效狀態的Kic 和 Kiscc 見表(biao) 5-9。
四、高溫力學性能
a. 高溫瞬時(shi)拉伸性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 銹鋼的高溫瞬時拉伸性能見(jian)表(biao)5-10、表(biao)5-11和圖5-6。
b. 持(chi)久和(he)蠕變性(xing)能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的高溫長時(shi)力學性能(neng)見(jian)表(biao)5-12、表(biao)5-13和圖5-7。
五、低溫(wen)力學性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼的低溫拉伸(shen)性能圖5-8。
六、耐(nai)蝕性
a. 均勻腐蝕
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的均勻(yun)腐蝕行(xing)為見表5-14、表5-15。
b. 應力腐(fu)蝕
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼(gang)在硫化氫(qing)環境中的應力腐蝕和鋼(gang)的屈(qu)服強度的關(guan)系(xi)見(jian)圖(tu) 5-9 。
七、工藝性能
a. 熱(re)加工
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼的熱加(jia)(jia)工溫度(du)為(wei)1000~1170℃,對于大截面(mian)尺(chi)寸(≥75mm)或形狀復雜的部件,熱加(jia)(jia)工后應及(ji)時(shi)回爐加(jia)(jia)熱到原熱加(jia)(jia)工溫度(du),隨(sui)后緩慢冷卻。
b. 熱處理(li)
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼(gang)的相變(bian)臨界(jie)點列(lie)于表(biao)5-16。熱處(chu)理制度見表(biao)5-17。
在固溶(rong)后(hou)鋼獲得A狀態(tai)(馬氏體)后(hou),隨后(hou)可進行時(shi)效處理(li),亦可以在固溶(rong)后(hou)采用(yong)過時(shi)效處理(li)后(hou)再重復固溶(rong),而后(hou)熱處理(li)的方式。(0Cr17Ni4Cu4Nb)17-4PH不銹鋼可采用(yong)不同的時(shi)效處理(li)調整其強度水(shui)平,見(jian)圖5-10。
八、物理性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的物理性(xing)能(neng)見表(biao) 5-18 。衰減(jian)性(xing)能(neng)見表(biao) 5-19 。
九(jiu)、應用
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹(xiu)鋼為汽輪機(ji)低末級葉片的(de)(de)首(shou)選材(cai)料,是(shi)在腐(fu)蝕(shi)條件下工作溫度(du)低于(yu)300℃的(de)(de)結(jie)構(gou)材(cai)料。此外它是(shi)在既要(yao)(yao)求有不銹(xiu)性及耐弱酸、堿、鹽腐(fu)蝕(shi)又要(yao)(yao)求具有高(gao)強度(du)的(de)(de)環(huan)境下工作的(de)(de)部(bu)件的(de)(de)主要(yao)(yao)結(jie)構(gou)材(cai)料。在反應堆環(huan)境中(zhong)主要(yao)(yao)用于(yu)控制棒驅(qu)動機(ji)構(gou)的(de)(de)耐磨、耐蝕(shi)的(de)(de)高(gao)強度(du)部(bu)件。