174热处理工艺.docx
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174热处理工艺
标准：
GB/T1220-1992
•特性及应用：
0Crl7Ni4Cu4Nb是由铜、锯/倒构成的沉淀、硬化、马氏体不锈钢。
0Crl7Ni4Cu4Nb有较高的强度、耐蚀性、
抗氧化性，0Crl7Ni4Cu4Nb这个等级具有高强度、硬度
（高达300°C/572°F）和抗腐蚀等特性。
经过热处理后，
产品的机械性能更加完善，可以达到高达1100-
1300MPa（160-190ksi）的耐压强度。
这个等级不能用
于高于300°C（572T）或非常低的温度下，它对大气
及稀释酸或盐都具有良好的抗腐蚀能力，它的抗腐蚀
能力与304和430—样。
•应用领域：
1•海上平台、直升机甲板、其他平台
2.食品工业
3.纸浆及造纸业
4.航天（涡轮机叶片）
5.机械部件
6.核废物桶
•化学成分：
0Crl7Ni4Cu4Nb化学成分：
CSiMnPSNiCrMoCuNb其他
W0.07W1.00W1.00W0.035^0.0303.00-5.00
15.5-17.5-3.00-5.000.15-0.45一
美国ASTMS17400,AISI630,UNS630化学成分
CSiMnPSNiCrMoCuNb其他
W0.07W1.00W1.00W0.040^0.0303.00-5.00
15.5-17.5-3.00-5.000.15-0.45一
日本SUS630化学成分
CSiMnPSNiCrMoCuNb+Tao其他
W0.07W1.00W1.00W0.040^0.0303.00-5.00
15.5-17.5-3.00-5.000.15-0.45-
欧洲X5CrNiCuNbl6-4化学成分
CSiMnPSNiCrMoCuNb+Tao其他
W0.07W1.00W1.00W0.040^0.0303.00-5.00
15.5-17.5-3.00-5.000.15-0.45一
•力学性能：
抗拉强度ob（MPa）：
480°C时效,M1310;550°C时
效,>1060：
580°C时效,31000;620°C时效,M930
条件屈服强度。
0・2（MPa）：
480°C时
效，N1180;550°C时效，M1000;580°C时
效，^865;620°C时效，$725
伸长率55（%）：
480°C时效，M10;550°C时
效，^12;580°C时效，M13;620°C时效，$16
断面收缩率⑪（％）:
480°C时效,^40;550°C时
效，N45;580°C时效，M45;620°C时效，$50
硬度:
固港W363HB和W38HRC;480°C时效，M375HB
和N40HRC;550°C时效，M331HB和$35HRC;580°C时
效，M302HB和M31HRC;620°C时效，M277HB和N28HRC
•热处理规范及金相组织:
热处理规范：
1）固溶1020〜1060°C快冷;2）480°C时效,
经固溶处理后,470〜490°C空冷；3）550°C时效,经固溶
处理后,540〜560°C空冷；4）580°C时效，经固溶处理
后,570〜590°C空冷;5）620°C时效，经固溶处理后,610
〜630°C空冷。
金相组织：
组织特征为沉淀硬化型。
•交货状态：
一般以热处理状态交货，其热处理种类
在合同中注明；未注明者，按不热处理状态交货。
0Crl7Ni4Cu4Nb的室温力学性能表
热处理制度
6bMPa
6sMPa
e5%
C%
硬度
HRC
附
注
1040oC水冷或空冷（A状态）
HBW363
（1）
1040oC水冷或空冷，480oC回火4h空冷
（H900）
M1314
$1177
鼻10
$40
$40
（1）
1040oC水冷或空冷，495oC回火4h空冷
（H925）
M1177
N1070
$10
$44
$38
（1）
1040oC水冷或空冷，550oC回火4h空冷
（H1025）
M1070
31000
$12
$45
$35
（1）
1040oC水冷或空冷，580oC回火4h空冷
（H1075）
$1000
M863
M13
$45
M31
（1）
1040oC水冷或空冷，620oC回火4h空冷
（H1150）
2932
^725
M16
$50
M28
（1）
1040oC水冷（A状态）
1030
755
12
45
HB363
⑵
1040oC水冷，480oC回火4h空冷（H900）
1373
1275
14
50
44
⑵
1040oC水冷，495oC回火4h空冷（H925）
1304
1207
14
54
42
⑵
1040oC水冷，550oC回火4h空冷（H1025）
1167
1138
15
56
38
⑵
1040oC水冷，580oC回火4h空冷（H1075）
1138
1030
16
58
36
⑵
10-lOoC水冷，620oC回火4h空冷（H1150）
1000
862
19
60
33
⑵
注：
（1）摘自GB1220
（2）实际检验值
0Crl7Ni4Cu4Nb的耐蚀性能[腐蚀速率g/（m2h）]
介质
条件
5%H2S04>沸
腾8h
10%H2S04、沸腾
48h
40%HN03>沸
腾8h
10%HCK沸
腾8h
80%CH3C00H>沸
腾8h
退火
态
178、178
4.58、4.69
0.25x0.28
0.51、0.50
0.83、0.79
时效
态
431、427
6.30、6.27
0.3K0.21
0.50、0.49
0.10、0.15
工艺性能：
0Crl7Ni4Cu4Nb钢一般不进行冷加工。
热加工温度为1000"1170°C。
对大于76mm或形状复杂的部件，热加工后应及时回炉加热到原热加工的温度，随后缓慢冷却。
0Crl7Ni4Cu4Nb钢的热处理制度如下：
固溶处理：
1040±15°C30min,
冷至30°C或低于
30°C,获得A状态
（马氏体）
〉过时效处理：
630^650°Cl~4h,空冷〉重复固
溶处理/获得A状态一一——>
〉
沉淀硬化：
480〜630°Clh空冷获得H900,H925,H1025,H1150状态。
（都是沉淀硬化马氏体）
0Crl7Ni4Cu4Nb钢可用任何焊接不锈钢的方法焊接。
在固溶，时效或过时效
状态都可焊接。
焊前不需要预热，二要求焊缝强度为时效后强度的90%则焊后需要重新固溶和时效处理。
此钢也可进行钎焊，适宜的钎焊温度为此钢的固溶处理温度。
物理性能：
密度：
7780kg/m2
线膨胀系数：
（H900热处理态）
20^100°C时，0.0000108/K;20^200°C时，0.00001016/K;20^300°C时，
0.00001136/K
热导率：
100°C时，17W/（m*K）;300°C时,20W/（m*K）;500°C时,23W/（m*K）
弹性模量：
20°C时，191000MPa;100°C时，191000MPa;320°C时，181000MPa
0Crl7Ni7Al钢常见的热处理工艺有哪些？
0Crl7Ni7Al钢常见的热处理工艺
热处理
工艺
工艺参数
硬度要求
工艺特点
固溶处
理
加热1050°C，保温，水冷或空
冷
W229HBS
Cr、Ni、Al、Cu、Si、Mn元素溶入奥氏体中，冷却后得到奥氏体+少量铁素体组织，为时效析出做好组织准备
二次时
效处理
二次时效：
加热760°C,保
温.5h,空冷
加热保温时碳化物从奥氏体中析
出，提升马氏体相变点，冷却时
奥氏体转变为马氏体
二次时效：
加热560°C,保温
1.5h,空冷
13HRC
加热保温时从马氏体及残余奥氏体上析出金属间化合物，产生沉淀强化
时效处理+冷处
一次时效：
加热950°C,保温
1.5h,空冷
加热保温时碳化物从奥氏体中析
出，提升马氏体相变点，冷却时
理+时效
处理
奥氏体转变为马氏体
冷处理：
冷却温度-73°C,保温
8h,空冷
因Hf点为-80°C左右，经冷处理大量奥氏体转变为马氏体
二次时效：
加热510°C,保温
lh,空冷
18HRC
加热保温时从马氏体及残余奥氏体上析出金属间化合物，产生沉淀强化
气体氮
化
氮化温度510~520°C,保温
48h,炉奢194~490Pa,氨气流
量0.4m3/h,空冷或油冷
966HV
提高表面疲劳强度、硬度、耐磨性、耐蚀性及耐热性
0Crl7Ni4Cu4Nb钢常见的热处理工艺
0Crl7Ni4Cu4Nb钢常见的热处理工艺
热处
理工艺
工艺参数
硬度要求
工艺特点
退火
加热820^840°C,保温，炉冷至
500°C以下出炉空冷
28~30HRC
去应力退火
加热720"740°C,保温，炉冷或空冷
28~32HRC
软化组织，降低硬度
固溶
处理
加热1040°C,保温，油冷
28〜30HrC
”、\i、Cu、Nb元素溶入奥氏体中，冷却后得到马氏体组织，为时效析出做好组织准备
加热1040°C,保温，水冷
32"35HRC
时效
处理
加热480°C,保温4h,空冷
40HRC
从马氏体基体组织中析出金属间
化合物，产生沉淀强化
气体
氮化温度510~520°C,保温48h,炉
966HV
提高表面疲劳强度、硬度、耐磨
氮化
奢294^490Pa,氨气流量0.4m3/h,空冷或油冷
性、耐蚀性与耐热性
沉淀硕化马氏体不锈钢的焊接特点
表1是沉淀硬化马体不锈钢的化学成分。
这类钢在高温下是奥氏体组织，因其Ms点高，Mf点亦在室温以上。
以17-4PH钢为侧。
经过1020〜1060°C固溶处理后，形成马氏体组织，再经时效处理（470-630°C）,在马氏体组织中固溶度小的Cu、Nb.Mo.Al、Ti等发生碳化物析出和强化作用，其屈服强度可达到1171MP&。
表1典型沉淀硬化马氏体不错钢的化举成分
钢种
C
Mn
Si
Cr
Ni
Cu
Ti
Nb+Ta
17-4PH
0.07
1.00
1.00
15・5一17・5
3.0-4.0
3.0-4.0
0.15-0.45
15-5PH
0.07
1.00
1.00
14.0-5.5
3.5-5.5
2.5-4.5
0.15-0.45
13-8Mo
0.05
0.10
0.10
12.25-13.25
7.5-8.5
Al：
0.90-1.35
Mo：
2.0-2.5
AM362
0.05
0.50
0.30
14.0-15.0
6.0-7.0
0.55-0.90
AM363
0.05
0.30
0.15
11.0-12.0
4.0-5.0
0.30-0.60
custom455
12
9
2
表2典型沉淀硬化马氏体不锈钢的力学性能
钢种
处理工艺
形状
02/Mpa
00.2/Mpa
5/%
硬度
17-4PH
H-900
板材或带材
1171
1308
5
40-48
17-4PH
H-1250
板材或带材
998
1067
5
35-43
15-5PH
AH-900
板材或带材
1096
1309
10
HB：
388-488
13-8Mo
SRH
棒材或带材
1372
1518
11-18
AM362
AH-900
薄板
1205
1240
10
AM363
AH-900
薄板
812
853
11.5
马氏体沉淀硬化不锈铜碳含量低（W0.07%C）,淬硬倾向不大，具有良好的焊接性。
采用焊条手工焊、惰性气体保护焊，一般均不需要预热和后热。
在进行厚板和拘束度太的结构焊接时可采取100〜150°C的预热。
17-4PH钢焊接时，在加热阶段热影响区马氏体转变为奥氏体，冷却时在15（TC以下，乂转变为舍有少量铁素体的马氏体组织（硬度Rc32）再经时效处理，析出含Cu的析出相，使热影响区显著强化（Rc44）o
沉淀硬化马氏体不锈钢的焊接材料，在设汁要求焊缝性能要与母材相当时，应选用与母材同质的焊材，如表3中17-4PH的配套焊材。
如果并不需要焊缝性能与母材相当，可采用奥氏体不锈钢焊材（308L、347L）,或者采用银合金焊材（lnconel82填充焊丝）。
表3沉淀硬化不错钢的焊接材料
钢种
焊接材料
焊接工艺方法
17-4PH
E0-Cr16-Ni5-Mo-Cu4-Nb低碳焊条
ER630：
0-Crl6-Ni5-Mo-Cu4-Nb气保焊丝
焊条电弧焊气保焊
15-5PH
E0-Crl6-Ni5-MoCu4-Nb低碳焊条
ER630：
0-Crl6-Ni5-Mo-Cu4-Nb气保焊丝
焊条电弧焊气保焊
FV520
FV520-1：
Crl4-Ni5-Mol.5-Cu-l.5-NbO.3低碳焊条
MET-COREFV520：
Crl4-Ni5-Mol.5-Cu-l.5-NbO.3焊
丝
焊条电弧焊气保焊
不锈钢焊条
牌号标准型号主要特点及用途
GB/T983
AWSA5.4
383-
15
E383-15
（E383-15）
低氢型药皮超低碳、高珞傑钮焊条。
焊缝中硫、磷含量极低，抗热裂性好。
可在硫酸、磷酸介质中应用。
383-
16
E383-16
（E383-
16）
钛钙型药皮超低碳、高珞傑钳焊条。
焊缝中硫、磷含量极低，抗热裂性好。
可在硫酸、磷酸介质中应用。
A102
E308-16
（E308-
16）
钛钙型药皮0Crl9Nil0型焊条。
有良好的力学性能及抗晶间腐蚀性能。
交直流两用。
用于工作温度低于300°C的0Crl9Nil9Ni9.0Crl9NillTi等同类型不锈钢结构的焊接。
A102A
E308-17
（E308-
17）
钛酸型药皮OCrlQNil0型焊条。
具有耐发红、熔化速度快和优良操作性能，良好的力学性能及抗晶间腐蚀性能。
直流反接，全位置焊接。
用途同A102o
A107
E308-15
（E308-
15）
低氢型药皮0Crl9Nil0型焊条。
具有良好的力学性能及抗晶间腐蚀性能。
抗裂性化优于A002焊条。
直流反接，全位置焊接。
用途同A102焊条。
也可焊一些可焊性较差钢种以及堆焊不锈钢表面层。
A132
E347-16
（E347-
16）
钛钙型药皮0Crl9Nil0Nb型焊条。
具有良好的抗晶间腐蚀性能。
交直流两用，操作工艺性能极佳。
用于焊接重要的0Crl9NiUTi低碳耐腐蚀含钛稳定不锈钢。
A137
E347-15
（E347-
15）
低氢型药皮0Crl9Nil0Nb型焊条。
具有良好的抗晶间腐蚀性能。
抗裂性优于A132焊条。
直流反接，全位置焊接。
用途同A132o
A142
—
钛钙型药皮Cr20Nil0Mn6型焊条。
具有良好的工艺性能、力学性能和抗裂性能，可交直流两用，用于高强钢、高镒钢及异种钢接头的焊接。
用于高镒钢与碳素钢的异种钢焊
接，以及0Cr20Nil0Mn6不锈钢结构的焊接。
19-9-
6
—
钛钙型药皮0Cr20Nil0Mn6型焊条。
具有良好的工艺性能、力学性能和抗裂性能，可交直流两用。
用于高强钢、高镒钢及异种钢接头的焊接。
A146
—
低氢型药皮Cr20Nil0Mn6型焊条。
熔敷金属具有良好的力学性能，交直流两用，全位置焊接。
用于同类钢及异种钢焊接，也可在碳钢上直接堆焊以达到耐蚀或耐磨的U的。
A172
E307-16
（E316-
16）
钛钙型药皮Cr20Nil0Mn4Mo型焊条。
抗裂性能优良，交直流两用，全位置焊接。
用于高猛钢及异种钢的焊接。
也可用于耐冲击腐蚀钢和过渡层的堆焊。
S202
E316-16
（E316-
16）
钛钙型药皮0Crl8Nil2Mo2型焊条。
耐蚀、耐热及抗裂性能好，对抗氯离子点蚀有好处。
交直流两用，全位置焊接。
用于在有机和无机酸（非氧化性酸）介质中工作的同类不锈钢及异种钢的焊接。
也可用于核电二级设备中珞傑奥氏体不锈钢管道和容器的焊接。
A207
E316-15
（E316-
15）
低氢型药皮0Crl8Nil2Mo2型焊条。
耐蚀、耐热及抗裂性能好，特别对抗氯离子点蚀有好处。
直流反接，全位置焊接。
用于同类型不锈钢及异种钢的焊接。
也可用于焊后不进行热处理的高锯不锈钢（如Crl3>Crl7等）的焊接。
A212
E318-16
（E318-
16）
钛钙型药皮0Crl8Nil2Mo2Nb型焊条。
焊缝金属较之
A202、A207有更好的抗晶间腐蚀性能。
直流反接，全位置焊接。
用于重要的0Crl8Nil2Mo>00Crl7Nil4Mo2等不锈钢的焊接。
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