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15-5PH是馬氏體沉淀硬化不銹鋼,具有高強(qiáng)度,高硬度和優(yōu)異的耐腐蝕性能,橫向韌度和延展性非常好,具有很高的可鍛性。15-5PH的加工性能和其他沉淀硬化不銹鋼相似,低溫?zé)崽幚砜梢徊降轿粚?shí)現(xiàn)時(shí)效硬化。該材料用于對橫向強(qiáng)度和韌度要求很高的零件,例如閥門零件,接頭,緊固件,軸,齒輪,化學(xué)處理設(shè)備,造紙廠設(shè)備,飛機(jī)零部件和核反應(yīng)堆零件。
在593°C以下的環(huán)境中,15-5PH表現(xiàn)出優(yōu)異的抗氧化能力。長時(shí)間暴露在升溫環(huán)境中,沉淀硬化不銹鋼的韌度會有所下降。提供時(shí)效溫度,有時(shí)可以減小這種韌度的降低程度。如果最高溫度比時(shí)效溫度至少低28°C,材料是可以短時(shí)間暴露于這種高溫的。
化學(xué)成分
碳 0.07%以下磷 0.04%以下
硅 1.00%以下
鎳 3.50-5.50%
鈳+鉭 0.15-0.45%
錳 1.00%以下
硫 0.015%以下
鉻 14.00-15.50%
銅 2.50-4.50%
鐵 余量
耐腐蝕性能
15-5PH的耐腐蝕性能和304不銹鋼相似。用551°C或更高的溫度硬化處理后,材料能夠很好地抵抗應(yīng)力腐蝕開裂。
硝酸 良好 硫酸 有限
磷酸 有限 乙酸 一般
氫氧化鈉 一般 鹽霧(NaCl) 良好
海水 有限 潮濕 優(yōu)秀
物理性質(zhì)
材料狀態(tài) 比重 密度
A狀態(tài) 7.75 0.2800 lb/in3
H900 7.80 0.2820 lb/in3
H1075 7.81 0.2820 lb/in3
H1150 7.82 0.2830 lb/in3
平均比熱
32-212°F,狀態(tài)A: 0.1100 Btu/lb/°F
32-212°F,狀態(tài)H900: 0.1000 Btu/lb/°F
平均熱膨脹系數(shù)
機(jī)械性能
低溫機(jī)械性能
在低溫環(huán)境,15-5PH的延展性尚能維持在一個(gè)令人滿意的水平。時(shí)效溫度高一些,低溫性能則更好。H1150M狀態(tài)下低溫缺口韌度最好。
典型機(jī)械性能—縱向,中間位置
*H900的壓縮屈服強(qiáng)度是178ksi(1228MPa)
*15-5PH在高溫環(huán)境中的模量值可用室溫值的百分比來表示,例如
熱處理
通常15-5PH的供貨狀態(tài)為狀態(tài)A。狀態(tài)A可在482-621°C區(qū)間加熱1-4個(gè)小時(shí),進(jìn)行固溶硬化,然后空冷。
固溶熱處理
在1038°C+/-14°C加熱1/2小時(shí),冷卻至32°C,使材料*轉(zhuǎn)換至馬氏體。橫截面小于76mm的材料可以油淬,大于76mm的材料需要迅速空冷。
固溶態(tài)材料韌度低,沖擊強(qiáng)度差,容易出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂,因此還需要做時(shí)效硬化處理。
硬化處理的尺寸變化
時(shí)效處理會改變尺寸。H900的熱處理,尺寸會收縮0.0004-0.0006in/in。在621°C進(jìn)行時(shí)效,尺寸收縮為0.0008-0.0010 in/in
時(shí)效
H900時(shí)效
在482°C加熱1個(gè)小時(shí),然后空冷
H925, H1025, H1075, H1100, H1150
在相應(yīng)的溫度加熱4個(gè)小時(shí),然后空冷
H1150M
在760°C+/-8°C加熱2個(gè)小時(shí),空冷,然后再621°C+/-8°C加熱4個(gè)小時(shí),空冷。
加工性能
熱加工
15-5PH可做鍛造,端頭透熱鍛和熱鐓鍛。熱加工過的材料需要先做固溶處理,然后再做硬化處理,這樣硬化的效果才好。
鍛造
均勻加熱至1177-1204°C,保溫一個(gè)小時(shí),然后開始鍛造。溫度降到1010°C以下時(shí)應(yīng)停止鍛造。為獲取優(yōu)化的晶粒尺寸和機(jī)械性能,鍛造零件應(yīng)空冷至32°C,然后再進(jìn)行后續(xù)加工。鍛造零件應(yīng)先固溶后硬化處理。
機(jī)加
15-5PH的固溶態(tài)和各種時(shí)效硬化狀態(tài)的材料都可機(jī)加。固溶態(tài)材料機(jī)加性能和302及304不銹鋼相似。硬化溫度越高,機(jī)加性能越好。
H1150M具有優(yōu)化的機(jī)加性能,很適合加工。機(jī)加完成后進(jìn)行固溶和時(shí)效硬化處理,可以提高機(jī)械性能。
15-5PH的機(jī)加參數(shù)
焊接
15-5PH可用屏蔽熔焊和電阻焊。不建議采用氧乙炔焊接,因?yàn)楹附訒r(shí)會出現(xiàn)碳增。如需使用填料,可用AWS E/ER630填料,使焊縫和基體性質(zhì)匹配。焊點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)避開應(yīng)力集中區(qū)域,例如尖角,螺紋和半滲透焊接點(diǎn)。如果焊接零件強(qiáng)度要求不高,可用標(biāo)準(zhǔn)的奧氏體不銹鋼填料,例如E/ER308L。
通常情況下用固溶態(tài)進(jìn)行焊接。如果預(yù)計(jì)焊接應(yīng)力很高,可用H1150做焊接。一般無需焊前預(yù)熱來防開裂。
固溶態(tài)材料焊接后可以直接時(shí)效處理得到需要的強(qiáng)度。但是,焊接零件先固溶后時(shí)效才能得到*佳的耐腐蝕性能。如果焊接的是過度時(shí)效狀態(tài),焊接后必須先固溶后時(shí)效處理。