沉(chen)(chen)淀硬(ying)(ying)(ying)化(hua)(hua)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是一類(lei)含(han)沉(chen)(chen)淀硬(ying)(ying)(ying)化(hua)(hua)元素(Cu、Al、Ti、Nb)的(de)鐵(tie)(tie)鉻鎳合金(jin)(jin),可(ke)以通過熱處理強(qiang)化(hua)(hua),此類(lei)鋼(gang)(gang)具(ju)有高強(qiang)度(du)、足夠的(de)韌性和適宜的(de)耐蝕性。主要(yao)應用于宇(yu)航工業和一些高技術產業。 沉(chen)(chen)淀硬(ying)(ying)(ying)化(hua)(hua)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)可(ke)區分(fen)為(wei)馬氏體、半奧氏體和奧氏體沉(chen)(chen)淀硬(ying)(ying)(ying)化(hua)(hua)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)三(san)種主要(yao)類(lei)型,近年來又出現了鐵(tie)(tie)素體沉(chen)(chen)淀硬(ying)(ying)(ying)化(hua)(hua)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。在馬氏體沉(chen)(chen)淀不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中,基(ji)于馬氏體時效(xiao)鋼(gang)(gang)的(de)經驗,近年來出現了馬氏體時效(xiao)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),與前(qian)者比較,后者碳(tan)含(han)量較低(di),其強(qiang)化(hua)(hua)手段(duan)主要(yao)是靠金(jin)(jin)屬間化(hua)(hua)合物析出,且熱處理簡單。
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)成分
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹(xiu)鋼的化(hua)學成(cheng)(cheng)分列于表5-2,在不(bu)同標(biao)準(zhun)中,化(hua)學成(cheng)(cheng)分有所差(cha)別(bie),與美國標(biao)準(zhun)比較,磷低于美國標(biao)準(zhun)水平。
二(er)、室溫力學性能(neng)
標(biao)準中規定的(de) 0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的(de)室溫拉伸情況(kuang)見(jian)(jian)表5-3。一些實測數據見(jian)(jian)表5-4和表5-5。
三、疲勞性能(neng)和斷裂韌(ren)性
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼的(de)(de)疲勞性(xing)能見表5-6至表5-8,在(zai)不(bu)同介質和試驗條件下的(de)(de)疲勞行為見圖5-2至圖5-4。
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼的疲勞裂(lie)紋擴(kuo)展速率見圖(tu) 5-5。
不同時效狀態的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(gao)溫瞬時拉(la)伸性能(neng)見表(biao)5-10、表(biao)5-11和圖(tu)5-6。
b. 持久和蠕變(bian)性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼(gang)的高溫長時力學性能(neng)見表5-12、表5-13和圖5-7。
五、低溫力學性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的低(di)溫拉伸性能圖5-8。
六、耐蝕性
a. 均勻腐蝕
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼的均勻腐蝕行為見(jian)表(biao)(biao)5-14、表(biao)(biao)5-15。
b. 應力腐蝕
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹(xiu)鋼在硫化(hua)氫環(huan)境(jing)中的(de)應力腐蝕(shi)和鋼的(de)屈服強度的(de)關系見圖(tu) 5-9 。
七、工藝性能
a. 熱加(jia)工
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的熱(re)(re)加工(gong)溫度(du)為1000~1170℃,對于大截(jie)面尺寸(≥75mm)或(huo)形狀復雜(za)的部件,熱(re)(re)加工(gong)后應及時(shi)回爐(lu)加熱(re)(re)到原熱(re)(re)加工(gong)溫度(du),隨后緩慢(man)冷卻(que)。
b. 熱處理
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼的相(xiang)變臨界(jie)點列于表5-16。熱處理制度見表5-17。
在(zai)固溶后(hou)(hou)(hou)(hou)鋼獲(huo)得A狀態(馬(ma)氏體)后(hou)(hou)(hou)(hou),隨后(hou)(hou)(hou)(hou)可進行時(shi)(shi)效處理(li),亦可以(yi)在(zai)固溶后(hou)(hou)(hou)(hou)采(cai)(cai)用過時(shi)(shi)效處理(li)后(hou)(hou)(hou)(hou)再(zai)重復固溶,而后(hou)(hou)(hou)(hou)熱處理(li)的方式(shi)。(0Cr17Ni4Cu4Nb)17-4PH不銹(xiu)鋼可采(cai)(cai)用不同的時(shi)(shi)效處理(li)調整其(qi)強度水(shui)平,見(jian)圖5-10。
八(ba)、物理性能
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不(bu)銹鋼的物理(li)性(xing)(xing)能見(jian)表 5-18 。衰減性(xing)(xing)能見(jian)表 5-19 。
九、應用
0Cr17Ni4Cu4Nb、05Cr17Ni4Cu4Nb、17-4PH 不銹鋼為汽(qi)輪機(ji)低末級葉片的首選材料(liao),是在腐蝕(shi)條件下工(gong)(gong)作溫(wen)度低于300℃的結構(gou)(gou)材料(liao)。此(ci)外它是在既要求(qiu)有不銹性及(ji)耐(nai)(nai)弱酸、堿、鹽腐蝕(shi)又(you)要求(qiu)具有高強度的環(huan)境(jing)下工(gong)(gong)作的部件的主要結構(gou)(gou)材料(liao)。在反應堆環(huan)境(jing)中主要用于控制棒(bang)驅(qu)動(dong)機(ji)構(gou)(gou)的耐(nai)(nai)磨、耐(nai)(nai)蝕(shi)的高強度部件。