材料论文174PH马氏体沉淀硬化不锈钢分析与研究午虎特种合金技术部.docx

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材料论文174PH马氏体沉淀硬化不锈钢分析与研究午虎特种合金技术部

【材料论文】17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢分析与研究-午虎特种合金技术部

17-4PH

17-4PH是马氏体沉淀硬化/时效硬化的不锈钢，具有很高的强度和硬度，同时具有很优秀的耐腐蚀能力。

该材料具有良好的加工性能，同时用较低温度做一次热处理即可时效硬化。

17-4不锈钢

UNSS17400,AISI630,AMS5643,ASTMA705,ASTMA564

化学成分

碳 0.7%以下

磷 0.040%以下

硅 1.00%以下

镍 3.00-5.00%

钶+钽0.15-0.45%

锰 1.00%以下

硫 0.030%以下

铬 15.00-17.50%

铜 3.00-5.00%

铁 余量

应用

17-4PH广泛用于油田阀门零件，化学处理设备，飞机接头，紧固件，泵轴，核反应堆零部件，齿轮，造纸厂设备，导弹接头，喷气发动机零件等。

在高达539°C的环境中，17-4PH仍表现出很好抗氧化性能。

沉淀硬化不锈钢若长时间暴露于升温环境就会出现韧度降低的现象。

有时候采用更高的时效温度，可以将韧度降低程度降至最低。

如果最高温度比时效温度至少低28°C，那么短时间暴露于高温是可行的。

耐腐蚀性能

17-4PH的耐腐蚀能力优于400系不锈钢，对大多数腐蚀物质，17-4PH的耐受能力接近302和304不锈钢。

通过552°C或更高温度的硬化处理可提供良好的耐受应力腐蚀开裂的能力。

由于材料兼具良好的耐腐蚀能力和很高的硬度，17-4PH也能很好地耐受磨损腐蚀。

为保证最佳的耐腐蚀性能，材料表面应彻底清除碎片，润滑油，外来物质，拉拔或锻造所用的涂层。

零件加工完成后，应清洗零件并做钝化。

耐腐蚀能力对比---mils/年

注：

浸泡48小时后出现的腐蚀率

（1）连续几个48小时周期都未出现腐蚀

（2）在第三个48小时周期，腐蚀率增加为200mpy。

物理性质

比重

密度

平均比热

平均CTE

导热率

泊松比

弹性模量（E） （状态H900，26°C） 28.6X103ksi

刚性模量（G）

电阻

机械性能

蠕变强度-状态H900

低温V型缺口冲击强度

低温抗拉强度—H1100

高温抗拉强度-H900

室温机械性能

应力开裂强度

热处理

将固溶材料（状态A）加热至482°C-621°C，根据温度需要加热1-4个小时，然后空冷，可以使材料硬化。

下面是各种状态的热处理方法：

状态A（固溶或退火）：

在1038°C+/-14°C加热30分钟，冷却至32°C以下，材料可以完全转换为马氏体。

横截面积小于76.2mm的材料可以用合适的液体进行淬火。

横截面积超过76.2mm的材料应迅速空冷。

状态A的材料应力大，易出现应力腐蚀开裂，应时效硬化后再使用。

状态H900（沉淀或时效硬化）：

将固溶材料在482°C加热1个小时，然后空冷。

状态H925，H1025，H1075，H1100，H1150：

将固溶材料在指定温度+/-8°C加热四个小时，然后空冷。

状态H1150M：

将固溶材料在760°C+/-8°C加热2个小时，空冷，然后再621°C+/-8°C加热4个小时，空冷。

时效变形

17-4材料经沉淀硬化处理后会出现轻微的尺寸变化。

固溶态材料（状态A）沉淀硬化为H900，材料尺寸收缩量约为0.0004-0.0006in/in。

固溶态材料（状态A）沉淀硬化为H1150，材料收缩量约为0.009-0.0012in/in。

加工性能

热加工

17-4不锈钢可锻造和热镦。

热加工后必须先进行固溶处理，再做沉淀硬化处理。

锻造

加热至1177-1204°C，保温1个小时，然后进行锻造。

温度低于1010°C则不能锻造。

为获取最佳的晶粒尺寸和机械性能，锻造材料应空冷至32°C以下，然后再进行其他工艺。

锻造材料需先固溶处理再硬化处理。

冷加工

17-4可冷加工程度很高，直至屈服强度初始值。

机加

17-4的固溶态和各种时效硬化状态都可以进行机加。

固溶态的加工性能类似302和304.硬化温度越高，机加性能越好。

H1150M机加性能最佳。

焊接

17-4可用气体保护熔焊和电阻焊。

不建议使用氧乙炔焊，因为焊接过程中会出现碳增。

如需用焊条，可用AWSE/ER630焊条，使焊缝性质和基材性质相匹配。

焊点设计应避免应力集中，例如尖角，螺纹和部分焊透区域。

如果焊接强度要求不高，也可用标准的奥氏体不锈钢填料。

通常情况下，固溶态材料更容易焊接。

如果预计会产生很高的焊接应力，最好焊接H1150状态的材料。

不需要预热以防止开裂。

固溶态材料焊接后可以直接时效处理至所需的强度水平。

但是，为兼顾最佳的强度，延展性和耐腐蚀能力，需要将焊接零件先固溶处理，然后再做时效。

如果焊接的是过度老化状态的材料，焊接零件则必须先固溶后时效。

加工参数

车削—单点刀具和组合刀具

车削—切断和成型刀具

粗铰孔

钻孔

螺纹板牙

铣削

攻丝

拉孔

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