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17-4 热处理工艺

标准:GB/T 1220-1992●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(160-190 ksi) 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:C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu Nb 其他≤0.07 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.035 ≤0.030 3.00-5.00 15.5-17.5 - 3.00-5.00 0.15-0.45 -美国ASTMS17400,AISI630,UNS630化学成分C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu Nb 其他≤0.07 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.040 ≤0.030 3.00-5.00 15.5-17.5 - 3.00-5.00 0.15-0.45 -日本SUS630化学成分C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu Nb+Tao 其他≤0.07 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.040 ≤0.030 3.00-5.00 15.5-17.5 - 3.00-5.00 0.15-0.45 -欧洲X5CrNiCuNb16-4化学成分C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu Nb+Tao 其他≤0.07 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.040 ≤0.030 3.00-5.00 15.5-17.5 - 3.00-5.00 0.15-0.45 -●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。

注:(1)------摘自GB1220(2)------实际检验值工艺性能: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: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:7780 kg/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,191000 MPa; 100°C时,191000 MPa; 320°C时,181000 MPa0Cr17Ni7Al钢常见的热处理工艺有哪些?0Cr17Ni7Al钢常见的热处理工艺0Cr17Ni4Cu4Nb钢常见的热处理工艺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表2 典型沉淀硬化马氏体不锈钢的力学性能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锻造过程随着锻造比的增大,使内部孔隙压合,铸态树枝晶被打碎,锻件的纵向和横向力学性能均得到明显提高。

但当拔长锻造截面比大于3-4之后,随着锻造截面比的增大,形成明显的纤维组织,使横向力学性能的塑性指标急剧下降,导致锻件各向异性。

若锻造截面比选择过小,锻件达不到性能要求,过大则增加了锻造工作量,而且还引起各向异性。

因此,合理的选择锻造比是个重要的课题,这里还应该考虑锻造时的变形不均匀问题。

锻造比通常是用拔长时的变形程度来衡量。

是指你所要进行成形的材料的用料长度与直径之比或锻造前的原材料(或预制坯料)的截面积与锻造后的成品截面积的比。

锻造比的大小影响金属的力学性能和锻件质量,增加锻造比有利于改善金属的组织与性能,但锻造比过大也无益。

锻造比选择的原则是在保证锻件各种要求的前提下,尽量选择小一些。

一般按以下情况确定锻造比:1、优质碳素结构钢和合金结构钢在锤上自由锻造时:对轴类锻件,由钢锭直接锻造,按主截面计算的锻造比应≥3;按法兰或其他凸出部位计算的锻造比应≥1.75;当用钢坯或轧材,按主截面计算的锻造比就≥1.5;按法兰或其他凸出部位计算的锻造比应≥1.3。

对环类锻件,锻造比一般应≥3。

对盘类锻件,由钢锭直接锻造,其镦粗锻造比就≥3;其他场合,镦粗锻造比一般应>3,但最后一道工序应>2。

2、高合金钢坯布料不仅要消除它的组织缺锻造比是锻造时金属变形程度的一种表示方法。

锻造比以金属变形前后的横断面积的比值来表示。

不同的锻造工序,锻造比的计算方法各不相同。

1、拔长时,锻造比为y=F0/F1或y=L1/L0式中F0,L0—拔长前钢锭或钢坯的横断面积和长度;F1 ,L0—拔长后钢锭或钢坯的横截面积和长度。

2、镦粗时的锻造比,也称镦粗比或压缩比,其值为y=F1/F0或y=H0/H1F0, H0—镦粗前钢锭或钢坯的横截面积和高度;F1, H1—镦粗后钢锭或钢坯的横截面积和高度。

锻造比是锻造时金属变形程度的一种表示方法。

锻件的组织和机械性能与很多因素有关,而锻造比是影响锻件质量的最主要因素之一。

对于用铸锭(包括有色金属铸锭)锻制的大型锻件和莱氏体钢锻件,正确选取锻造比有较大的实际意义;对于某些大型锻件的中间坯料,如涡轮盘、压气机盘等的圆饼坯料,轴、框、梁等的预制锻坯,锻造比也有重要的实际意义。

1,锻造比永远是正的,变形前后的面积之比的计算永远是对的,即大面积变形成小面积时,用变形前的面积除以变形后的面积;反之类推。

2,用长度比较时要当心:同形状变形时是可以拿长的除以短的(体积不变定律),不同形状变形时是绝对不可以的,例如八角锭拔长成方形时,只能用八角形除以方形面积。

以上的说法还应补充:锻造比分为工序锻造比、火次锻造比和总锻造比。

当只用拔长或只用镦粗,而进行几次锻造时,则总锻造比等于各次锻造比的乘积,即y总= y1 * y2 * y3 …如两次拔长中间镦粗或两次镦粗中间拔长时,总锻造比规定为两次锻造比相加,即y总 = y1 + y2此式中未将中间镦粗或中间拔长的锻造比计算在总锻造比之内。

锻造比是自由锻里的一个重要指标,但不是唯一的,在大型锻件锻造中,更注重锻造状态:应变场、温度场等等。

如果在很小的进砧量下以每次很小的压缩量锻造,它的心部压实水平远远不如大进砧量、大压下量的锻造状态——小压缩量多次锻压积累的变形效应都集中在锻件外层,而我们追求的往往是心部材料的压实。

每次洽谈大锻件合同、碰到用户提出“锻造比要大于多少”时我总要解释一番,其实关键的还是看最后的组织检测和探伤情况。

至于模锻,更不必拘泥于锻比的数字,计算机模拟变形状态时注重的是“场”的概念,起码是四维的——一个数字没法说清复杂的变形效应。

它只能概略地表述某个主变形方向的变形程度。

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