17-4PH的材料简介

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1、关于17-4PH的材料简介我厂（兰州水泵总厂）在新型BB3泵（HDM1000-400/5与HDM600-400/5）研发上取得了新突破，众所周知，材料的选取对泵的性能有很大的影响，因此我部门研究人员通过共同努力，不断的尝试各种材料，通过计算它们的力学性能以及对比它们的物理性能与化学性能，最终决定选取17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢作为这次新泵的主导材料。17-4PH是美国的牌号，对应的我国牌号为0Cr17Ni4Cu4Nb。由于此钢低碳、高铬、且含铜,马氏体转变温度高于室温，经马氏体转变后，再经480-

2、620℃时效处理，便可在马氏体基体中析出弥散的富铜相，使强度进一步增强，由于含碳量低，故其加工性能、耐腐蚀性能和焊接性能均比Cr13型及9Cr18、1Cr17Ni2等马氏体不锈钢为好。它的化学成分如下表所示：表117-4PH的化学成分元素%CSiMnCrNiCuNbPS17-4PH≤0.07≤1.00≤1.0015.5-17.53-53-50.15-0.45≤0.035≤0.03并且该钢固溶处理后具有奥氏体钢的优点，易于加工；随后经中间调节处理+时效处理可以获得较高的强度,因此被广泛用于压力容器、飞行

3、器和汽轮机叶片等领域。由于它所具有的这些优越性能，所以它被使用在我厂HDM1000-400/5与HDM600-400/5新泵的重要零部件上，这些零部件有轴、各级叶轮、螺柱、螺母、泵体口环、级间衬套等。使用在这些部位主要是因为这些部位要么是与介质接触部位，要么就是受力很大的部位。比如叶轮与介质直接接触，这就要要求它的使用材料的抗腐蚀性能很强；轴要带动叶轮等转子部件一起转动，所以它要受很大的力，所需要的强度和韧性都要非常好，因此它的使用材料所需要的力学性能要非常好。而17-4PH这种材料它的抗腐蚀性能和力

4、学性能恰好符合我们这两种新泵的要求。它的这两种性能介绍具体如下：一、抗腐蚀性能17-4PH合金的抗腐蚀能力优于其它任何的标准的可硬化的不锈钢。在大多数情况下,它的抗腐蚀能力均不亚于304。但在高强度状态下有发生应力腐蚀的可能性，如果存在应力腐蚀裂痕的风险,那么就要调整稳定化温度了较高的稳定化温度必须高于550℃,最好为590℃。如果在氯化物介质中最佳回火温度为550℃。在硫化氢介质中最佳回火温度为590℃。17-4PH这种合金在静态的海水中易遭受蚀损或裂缝腐蚀。但它在石油化工、食品加工及造纸业中的抗腐

5、蚀能力和304L等级一样。4二、力学性能沉淀硬化不锈钢的力学性能与热处理状态有较大关系。17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢的常规热处理工艺为固溶+时效处理，通过调整组织和控制析出相来提高强度、硬度和耐蚀性。它的力学性能随着热处理的方式、温度、时间等因素的不同而发生着变化，而且不同的零件所需的力学性能也不相同，因此17-4PH的热处理在我们这次项目中也是难点之一。热处理时，冷却温度不同，力学性能不同。经试验而知，空冷和风冷的效果几乎是一致的,而缓冷的强度比两者要高很多,这主要是由于第一次时效缓冷时碳化物的

6、析出比较充分,Ms点和Mf点提高,冷却时马氏体转变比较充分,残余奥氏体的量较少。冷却速度对17-4PH最终力学性能的影响是巨大的。17-4PH不锈钢的马氏体开始转变点在室温以上，经固溶处理后基体组织基本上是马氏体组织，其强度已经很高。在固溶处理的基础上进行不同的时效处理，可提高材料的强度，满足各种生产实际的需要，这是因为根据表1中17-4PH的化学成分可知，其主要沉淀硬化元素是铜、铌，有的为铝、钛等，利用这些元素的溶解度来实现强化过程。17-4PH不锈钢加热到奥氏体温度时，由于这些强化元素在奥氏体中的

7、溶解度较大，而在马氏体中的溶解度较小，当冷却到马氏体温度后，即得到过饱和铜、铌的马氏体组织，马氏体本身具有高强韧性，从而得到一定程度的强化；再经时效处理后，溶解在基体组织中的过饱和铜、铌等元素析出，使材料得到进一步强化。因此可通过不同的热处理工艺来满足各种性能要求。固溶处理和时效处理后的具体力学性能如表3所示：表3力学性能（参照美标）41.固溶处理固溶处理是17-4PH钢不可或缺的一道热处理工艺。固溶时，加热温度应保证钢中的碳和合金元素充分溶于奥氏体中，但也不宜过高。17-4PH钢的Ac1约为670℃

8、，Ac3约为740℃，Ms为80～140℃，Mf约为32℃。因此标准中推荐的固溶温度为1020～1060℃。固溶温度不同，最终得到的组织与性能也不同。有人对17-4PH钢在不同固溶温度下的组织和性能进行了研究，所选择的固溶处理温度为1000、1040和1080℃。研究发现，经1040℃固溶处理后，试样硬度最高。这是由于当固溶处理温度较低时，加热得到的奥氏体不均匀，溶入的合金碳化物也很少，导致淬火后得到的马氏体硬度偏低；当固溶温度较高时，一方面晶粒粗大，另