工艺技术热处理工艺.docx
《工艺技术热处理工艺.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工艺技术热处理工艺.docx（31页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
工艺技术热处理工艺
标准：
GB/T1220-1992
●特性及应用：
0Cr17Ni4Cu4Nb是由铜、铌/钶构成的沉淀、硬化、马氏体不锈钢。
0Cr17Ni4Cu4Nb有较高的强度、耐蚀性、抗氧化性，0Cr17Ni4Cu4Nb这个等级具有高强度、硬度（高达300℃/572℉）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℃（572℉）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430一样。
●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：
0Cr17Ni4Cu4Nb化学成分：
CSiMnPSNiCrMoCuNb其他
≤0.07≤1.00≤1.00≤0.035≤0.0303.00-5.0015.5-17.5-3.00-5.000.15-0.45-
美国ASTMS17400，AISI630,UNS630化学成分
CSiMnPSNiCrMoCuNb其他
≤0.07≤1.00≤1.00≤0.040≤0.0303.00-5.0015.5-17.5-3.00-5.000.15-0.45-
日本SUS630化学成分
CSiMnPSNiCrMoCuNb+Tao其他
≤0.07≤1.00≤1.00≤0.040≤0.0303.00-5.0015.5-17.5-3.00-5.000.15-0.45-
欧洲X5CrNiCuNb16-4化学成分
CSiMnPSNiCrMoCuNb+Tao其他
≤0.07≤1.00≤1.00≤0.040≤0.0303.00-5.0015.5-17.5-3.00-5.000.15-0.45-
●力学性能：
抗拉强度σb（MPa）：
480℃时效,≥1310;550℃时效,≥1060;580℃时效,≥1000;620℃时效,≥930
条件屈服强度σ0.2（MPa）：
480℃时效,≥1180;550℃时效,≥1000;580℃时效,≥865;620℃时效,≥725
伸长率δ5（％）：
480℃时效,≥10;550℃时效,≥12;580℃时效,≥13;620℃时效,≥16
断面收缩率ψ（％）：
480℃时效,≥40;550℃时效,≥45;580℃时效,≥45;620℃时效,≥50
硬度：
固溶,≤363HB和≤38HRC;480℃时效,≥375HB和≥40HRC;550℃时效,≥331HB和≥35HRC;580℃时效,≥302HB和≥31HRC;620℃时效,≥277HB和≥28HRC
●热处理规范及金相组织：
热处理规范：
1）固溶1020～1060℃快冷;2）480℃时效,经固溶处理后,470～490℃空冷;3）550℃时效,经固溶处理后,540～560℃空冷;4）580℃时效,经固溶处理后,570～590℃空冷;5）620℃时效,经固溶处理后,610～630℃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。
0Cr17Ni4Cu4Nb的室温力学性能表
热处理制度
ÓbMPa
ÓsMPa
ð5%
¢%
硬度HRC
附注
1040ºC水冷或空冷（A状态）
HB≤363
（1）
1040ºC水冷或空冷，480ºC回火4h空冷（H900）
≥1314
≥1177
≥10
≥40
≥40
（1）
1040ºC水冷或空冷，495ºC回火4h空冷（H925）
≥1177
≥1070
≥10
≥44
≥38
（1）
1040ºC水冷或空冷，550ºC回火4h空冷（H1025）
≥1070
≥1000
≥12
≥45
≥35
（1）
1040ºC水冷或空冷，580ºC回火4h空冷（H1075）
≥1000
≥863
≥13
≥45
≥31
（1）
1040ºC水冷或空冷，620ºC回火4h空冷（H1150）
≥932
≥725
≥16
≥50
≥28
（1）
1040ºC水冷（A状态）
1030
755
12
45
HB363
（2）
1040ºC水冷，480ºC回火4h空冷（H900）
1373
1275
14
50
44
（2）
1040ºC水冷，495ºC回火4h空冷（H925）
1304
1207
14
54
42
（2）
1040ºC水冷，550ºC回火4h空冷（H1025）
1167
1138
15
56
38
（2）
1040ºC水冷，580ºC回火4h空冷（H1075）
1138
1030
16
58
36
（2）
1040ºC水冷，620ºC回火4h空冷（H1150）
1000
862
19
60
33
（2）
注：
（1）------摘自GB1220
（2）------实际检验值
0Cr17Ni4Cu4Nb的耐蚀性能[腐蚀速率g/（m²h）]
介质条件
5%H2SO4、沸腾 8h
10%H2SO4、沸腾 48h
40%HNO3、沸腾 8h
10%HCl、沸腾 8h
80%CH3COOH、沸腾 8h
退火态
178、178
4.58、4.69
0.25、0.28
0.51、0.50
0.83、0.79
时效态
431、427
6.30、6.27
0.31、0.21
0.50、0.49
0.10、0.15
工艺性能：
0Cr17Ni4Cu4Nb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。
0Cr17Ni4Cu4Nb钢的热处理制度如下：
固溶处理：
1040±15°C 30min，
冷至30°C或低于30°C，
获得A状态（马氏体）
---------〉 过时效处理：
630~650°C1~4h，空冷 --------〉 重复固溶处理/获得A状态 ---------〉
沉淀硬化：
480~630°C 1h空冷获得H900,H925,H1025,
H1150状态。
（都是沉淀硬化马氏体）
------------------------------------------------------------〉
0Cr17Ni4Cu4Nb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，当要求焊缝强度为时效后强度的90%时，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
0Cr17Ni7Al钢常见的热处理工艺有哪些？
0Cr17Ni7Al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℃，保温，水冷或空冷
≤229HBS
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℃，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℃，保温1.5h，空冷
43HRC
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+冷处理+时效处理
一次时效：
加热950℃，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，冷却时奥氏体转变为马氏体
冷处理：
冷却温度-73℃，保温8h，空冷
因Mf点为-80℃左右，经冷处理大量奥氏体转变为马氏体
二次时效：
加热510℃，保温1h，空冷
48HRC
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℃，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
0Cr17Ni4Cu4Nb钢常见的热处理工艺
0Cr17Ni4Cu4Nb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℃，保温，炉冷至500℃以下出炉空冷
28~30HRC
软化组织，降低硬度
去应力退火
加热720~740℃，保温，炉冷或空冷
28~32HRC
固溶处理
加热1040℃，保温，油冷
28~30HrC
Cr、Ni、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℃，保温，水冷
32~35HRC
时效处理
加热480℃，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
氮化温度510~520℃，保温48h，炉奢294~490Pa，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、耐蚀性与耐热性
沉淀硬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℃固溶处理后，形成马氏体组织，再经时效处理（470-630℃），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1171MPa。
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
15.5-17.5
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
σ2/Mpa
σ0.2/Mpa
δ/%
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
1548
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（≤0.07％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℃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150℃以下，又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）。
沉淀硬化马氏体不锈钢的焊接材料，在设计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），或者采用镍合金焊材（lncone182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-Cr16-Ni5-Mo-Cu4-Nb气保焊丝
焊条电弧焊气保焊
15-5PH
E0-Cr16-Ni5-MoCu4-Nb低碳焊条
ER630：
0-Cr16-Ni5-Mo-Cu4-Nb气保焊丝
焊条电弧焊气保焊
FV520
FV520-1：
Cr14-Ni5-Mo1.5-Cu-1.5-Nb0.3低碳焊条
MET-COREFV520：
Cr14-Ni5-Mo1.5-Cu-1.5-Nb0.3焊丝
焊条电弧焊气保焊
不锈钢焊条
牌号
标准型号 GB/T983 AWSA5.4
主要特点及用途
383-15
E383-15 （E383-15）
低氢型药皮超低碳、高铬镍钼焊条。
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、高铬镍钼焊条。
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0Cr19Ni10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℃的0Cr19Ni19Ni9、0Cr19Ni11Ti等同类型不锈钢结构的焊接。
A102A
E308-17（E308-17）
钛酸型药皮0Cr19Ni10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A102。
A107
E308-15（E308-15）
低氢型药皮0Cr19Ni10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0Cr19Ni10Nb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0Cr19Ni11Ti低碳耐腐蚀含钛稳定不锈钢。
A137
E347-15（E347-15）
低氢型药皮0Cr19Ni10Nb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A132。
A142
￣
钛钙型药皮Cr20Ni10Mn6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、高锰钢及异种钢接头的焊接。
用于高锰钢与碳素钢的异种钢焊接，以及0Cr20Ni10Mn6不锈钢结构的焊接。
19-9-6
￣
钛钙型药皮0Cr20Ni10Mn6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、高锰钢及异种钢接头的焊接。
A146
￣
低氢型药皮Cr20Ni10Mn6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目的。
A172
E307-16（E316-16）
钛钙型药皮Cr20Ni10Mn4Mo型焊条。
抗裂性能优良，交直流两用，全位置焊接。
用于高锰钢及异种钢的焊接。
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0Cr18Ni12Mo2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铬镍奥氏体不锈钢管道和容器的焊接。
A207
E316-15（E316-15）
低氢型药皮0Cr18Ni12Mo2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铬不锈钢（如Cr13、Cr17等）的焊接。
A212
E318-16（E318-16）
钛钙型药皮0Cr18Ni12Mo2Nb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0Cr18Ni12Mo、00Cr17Ni14Mo2等不锈钢的焊接。
不锈钢焊条
牌号
标准型号
GB/T983
AWSA5.4
主要特点及用途
G202
E410-16
（E410-16）
钛钙型药皮Cr13型焊条。
交直流两用。
用于0Cr13、1Cr13不锈钢结构的焊接，也可用于耐蚀、耐磨堆焊。
G207
E410-15
（E410-15）
低氢型药皮Cr13型焊条。
直流反接，全位置焊接。
用于0Cr13、1Cr13不锈钢结构的焊接，也可用于耐蚀、耐磨堆焊。
G217
E410-15
（E410-15）
低氢型药皮Cr13型焊条。
直流反接，短弧操作，全位置焊接。
焊接前须预热，焊后须回火。
用于0Cr13、1Cr13、2Cr13不锈钢结构的焊接，也可用于耐蚀、耐磨堆焊。
G242
-------
钛钙型药皮0Cr13Ni4Mo型焊条。
交直流两用。
用于同类型不锈钢结构的焊接，也可用于耐蚀、耐磨堆焊。
G247
-------
低氢型药皮0Cr13Ni4Mo型焊条。
直流反接。
用于同类型不锈钢结构的焊接，也可用于耐蚀、耐磨堆焊。
抗裂性能优于G242焊条。
G257
-------
低氢型药皮0Cr13Ni5Mo型焊条。
直流反接。
用于同类型不锈钢结构的焊接，也可用于耐蚀、耐磨堆焊。
13/5
-------
低氢型药皮0Cr13Ni5Mo型焊条。
直流反接。
可全位置焊接。
用于水轮机转轮、导叶等马氏体不锈钢同材质焊接及焊补，也可用于同类泵体、阀门的焊补。
G267
-------
低氢型药皮0Cr13Ni6Mo型焊条。
直流反接。
用于同类型不锈钢结构的焊接，也可用于耐蚀、耐磨堆焊。
G302
-------
钛钙型药皮Cr17型焊条。
交直流两用。
用于同类型不锈钢的焊接。
G307
-------
低氢型药皮Cr17型焊条。
直流反接。
可全位置焊接。
用于同类型不锈钢的焊接。
16/5
-------
低氢型药皮0Cr13Ni5Mo型焊条。
直流反接。
可全位置焊接。
用于水轮机转轮、导叶等马氏体不锈钢同材质焊接及补焊。
17-4PH
E630-15
（E630-15）
低氢型药皮0Cr17Ni5Mo型焊条。
直流反接。
可全位置焊接。
用于水轮机转轮马氏体不锈钢耐气蚀、腐蚀部位的堆焊与补焊。
17-4
-------
钛钙型药皮00Cr17Ni5Mo高强不锈钢焊条。
工艺性能良好，电弧稳定，脱渣容易，飞溅小。
用于17-4压缩机叶轮的焊接。
G357
-------
碱性低氢型焊条。
用于水轮机转轮、泵体等马氏体不锈钢焊接。
G357M
-------
碱性低氢型焊条。
用于水轮机转轮、泵体等马氏体不锈钢焊接。
G367
-------
碱性低氢型焊条。
用于水轮机转轮、泵体等马氏体不锈钢焊接。
G367M
-------
低氢型药皮0Cr16Ni6Mo型焊条。
用于同类型不锈钢结构的焊接，也可用于耐蚀、耐磨堆焊。
M520B
-------
钛钙型药皮CrNiMoNb马氏体时效钢焊条。
直流反接。
用于F.V520B压缩机叶片轮的焊接，也可用于焊接Cr17Ni4和17-4PH钢焊补。
G200
-------
钛钙型药皮00Cr13超低碳焊条。
采用直流反接。
焊接工艺性能良好。
用于压缩机叶轮*12Cr13角焊缝，也可用于汽轮机叶片等焊接及耐磨、耐蚀表面堆焊。
M-831A
-------
超低碳、超低氢碱性药皮00Cr17Ni6Mo不锈钢焊接。
焊缝金属具有马氏—奥氏体—铁塑体三相组织，具有高的强度、塑性和韧性及硬度，优良的耐磨损、耐气蚀性能。
直流反接，可全位置焊接。
用于大型水轮机传动部件0Cr13Ni5Mo，0Cr16NiMo钢焊接
M-837A
-------
超低碳、超低氢碱性药皮00Cr16Ni5Mo不锈钢焊接。
焊缝金属具有马氏—奥氏体—铁塑体三相组织，具有优良的耐磨损、耐气蚀性能。
直流反接，可全位置焊接。
用于大型水轮机0Cr16NiMo钢焊接。
焊态HB≧230
M-837A-1
-------
超低碳、超低氢碱性药皮00Cr13Ni5Mo不锈钢焊接。
焊缝金属具有高的强度，塑性和韧性，优良的耐磨损、耐气蚀性能。
直流反接，可全位置焊接。
用于大型水轮机00Cr13Ni4Mo，00Cr13Ni5Mo，00Cr16NiMo钢焊接。
焊态HB≧230
M837A
-------
超低碳、超低氢碱性药皮00Cr16Ni5Mo不锈钢焊接。
焊缝金属具有马氏—奥氏体—铁塑体三相组织，具有优良的耐磨损、耐气蚀性能。
直流反接，可全位置焊接。
用于大型水轮机0Cr16NiMo钢焊接和焊补。
焊态HB≧230
M-837-1
-------
超低碳、超低氢碱性药皮00Cr13Ni5Mo不锈钢焊接。
焊缝金属具有高的强度，塑性和韧性，优良的耐磨损、耐气蚀性能。
直流反接，可全位置焊接。
用于大型水轮机00Cr13Ni4Mo，00Cr13Ni5Mo，00Cr16NiMo钢铸件焊补和同材质堆焊。
焊态HB≧200
不锈钢焊条
牌号
标准型号 GB/T983 AWSA5.4
主要特点及用途
A002
E308L-16（E308L-16）
钛钙型药皮00Cr19Ni10型焊条.抗晶间腐蚀性能良好.交直流两用.用于焊接同类型不锈钢以及0Cr19Ni11Ti不锈钢结构.
A002A
E308L-17（E308L-17）
钛酸型药皮00Cr19Ni10型焊条.具有耐发红、飞溅小、熔化速度快、引弧及再引弧性好。
脱渣容易、成型美观等特点。
交直流两用。
用于焊接同类型及0Cr19Ni11Ti不锈钢结构。
A002Nb
￣
钛钙型药皮00Cr20Ni10Nb型焊条。
具有很好的抗晶间腐
升级会员 