17-4PH钢板在热处理过程中析出时效硬化相

17-4PH钢板在热处理过程中析出时效硬化相

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网易

1.

https://m.163.com/dy/article/JFJ3SN6M05568ZHF.html

17-4PH钢板是一种高性能的马氏体沉淀硬化不锈钢，以其优异的机械性能、良好的耐腐蚀性和可加工性，在航空航天、化工设备、能源工业等多个领域有着广泛应用。本文将详细介绍其化学成分、物理性能、机械性能、热处理工艺及应用领域。

一、化学成分

17-4PH钢板的化学成分经过精确配比，主要包括：

• 铬（Cr）：15.0%~17.5%，赋予材料良好的耐腐蚀性。
• 镍（Ni）：3.0%~5.0%，增强材料的韧性和耐腐蚀性。
• 铜（Cu）：3.0%~5.0%，与铌和钽一起，在热处理过程中析出时效硬化相，增加材料的硬度和强度。
• 碳（C）：0.07%以下，减少碳化物的形成，提高材料的焊接性能和加工性。

此外，还含有锰（Mn）≤1.00%、硅（Si）≤1.00%、磷（P）≤0.04%、硫（S）≤0.03%以及铌与钽（Nb+Ta）0.15%~0.45%等元素。

二、物理性能

17-4PH钢板在不同状态下物理性能存在差异，例如：

• 固溶退火状态下，密度为7.75g/cm³，电阻系数为29.5 Microhm-in at 75°F（75 Microhm-cm at 24°C），熔点范围为25602625°F（14041440°C），比热为0.11 BTU/lb-°F @ 70°F（460 J/kg-°C @ 20°C），弹性系数为28.5×10⁶ psi（196 GPa），导热系数在212°F（100°C）时为10.6 BTU-in/ft²-hr-°F（18.3 W/m-°C）。

三、机械性能

17-4PH钢板的机械性能优异，经过热处理后，其性能可以得到显著提升。例如：

• 硬度值范围通常为30~45 HRC，抗拉强度≥1100MPa，屈服强度≥1000MPa，延展率≥10%。
• 经过480℃时效处理后，抗拉强度可达到≥1310MPa，条件屈服强度≥1180MPa，伸长率≥10%，断面收缩率≥40%，硬度≥375HB和≥40HRC。

四、热处理工艺

17-4PH钢板的热处理工艺对其性能影响很大，主要包括固溶处理和时效处理两个阶段：

• 固溶处理通常在10101130℃或10201060℃进行，在此温度范围内，合金元素能够充分溶解在基体中，形成均匀的固溶体。随后快速冷却，一般采用水冷方式，以防止析出相的出现。固溶处理后的组织主要是淬火马氏体、残余奥氏体和少量铁素体。
• 时效处理则根据不同的温度（如480℃、550℃、580℃、620℃）进行，以达到不同的性能要求。

五、应用领域

17-4PH钢板因其高强度、良好的耐腐蚀性和可加工性，在多个领域有广泛应用，例如：

• 航空航天：用于制造飞机结构件、发动机部件以及螺旋桨轴等重要零部件。
• 化工设备：制造泵壳、阀门、反应容器和管道系统。
• 能源工业：制造油气设备的关键部件。
• 医疗器械：制造手术器械、植入物以及医疗设备组件。
• 海上平台：用于制造泵、阀门部件、工艺管道、海水管道和热交换器等。
• 食品工业：用于食品加工机械的关键部件、储存容器等。
• 造纸行业：用于间歇蒸煮器等设备。

总之，17-4PH钢板以其独特的化学成分、优异的物理和机械性能以及广泛的应用领域，在工业领域中发挥着重要作用。