馬氏體沉淀硬化不銹鋼15-5PH的性能參數

馬氏體沉淀硬化不銹鋼15-5PH的性能參數

15-5PH；15-5PH合金比17-4PH合金在結構上有更大的韌性,

15-5PH對應：
UNS S15500, XM-12, AMS5659, AMS 5658, ASTM A564, ASTM A693, ASTM A705 

15-5PH是馬氏體沉淀硬化不銹鋼，具有高強度，高硬度和優異的耐腐蝕性能，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，低溫熱處理可一步到位實現時效硬化。該材料用于對橫向強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，化學處理設備，造紙廠設備，飛機零部件和核反應堆零件。

在593°C以下的環境中，15-5PH表現出優異的抗氧化能力。長時間暴露在升溫環境中，沉淀硬化不銹鋼的韌度會有所下降。提供時效溫度，有時可以減小這種韌度的降低程度。如果最高溫度比時效溫度至少低28°C，材料是可以短時間暴露于這種高溫的。
 

化學成分

 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力腐蝕開裂。
 

 
物理性質
 

 
平均比熱
32-212°F，狀態A：           0.1100 Btu/lb/°F
32-212°F，狀態H900：   0.1000 Btu/lb/°F
 
平均熱膨脹系數

 

導熱率
 
泊松比

 彈性模量（E）

 剛性模量（G）
 
電阻
 
機械性能
 
低溫機械性能
在低溫環境，15-5PH的延展性尚能維持在一個令人滿意的水平。時效溫度高一些，低溫性能則更好。H1150M狀態下低溫缺口韌度最好。
 
典型機械性能—縱向，中間位置

*H900的壓縮屈服強度是178ksi（1228MPa）
*15-5PH在高溫環境中的模量值可用室溫值的百分比來表示，例如

 
室溫機械性能—橫向，中間位置

 
室溫抗扭力性能

 

熱處理
 
通常15-5PH的供貨狀態為狀態A。狀態A可在482-621°C區間加熱1-4個小時，進行固溶硬化，然后空冷。
 
固溶熱處理
在1038°C+/-14°C加熱1/2小時，冷卻至32°C，使材料完全轉換至馬氏體。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。
 
固溶態材料韌度低，沖擊強度差，容易出現應力腐蝕開裂，因此還需要做時效硬化處理。
 
硬化處理的尺寸變化
時效處理會改變尺寸。H900的熱處理，尺寸會收縮0.0004-0.0006in/in。在621°C進行時效，尺寸收縮為0.0008-0.0010 in/in
 
時效
H900時效
在482°C加熱1個小時，然后空冷
 
H925, H1025, H1075, H1100, H1150
在相應的溫度加熱4個小時，然后空冷
 
H1150M
在760°C+/-8°C加熱2個小時，空冷，然后再621°C+/-8°C加熱4個小時，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，保溫一個小時，然后開始鍛造。溫度降到1010°C以下時應停止鍛造。為獲取優化的晶粒尺寸和機械性能，鍛造零件應空冷至32°C，然后再進行后續加工。鍛造零件應先固溶后硬化處理。
 
機加
15-5PH的固溶態和各種時效硬化狀態的材料都可機加。固溶態材料機加性能和302及304不銹鋼相似。硬化溫度越高，機加性能越好。
H1150M具有優化的機加性能，很適合加工。機加完成后進行固溶和時效硬化處理，可以提高機械性能。
 
15-5PH的機加參數
 
鉆孔

螺紋板牙
  

銑端面

 
攻絲

 
拉孔

 
焊接
15-5PH可用屏蔽熔焊和電阻焊。不建議采用氧乙炔焊接，因為焊接時會出現碳增。如需使用填料，可用AWS E/ER630填料，使焊縫和基體性質匹配。焊點設計應避開應力集中區域，例如尖角，螺紋和半滲透焊接點。如果焊接零件強度要求不高，可用標準的奧氏體不銹鋼填料，例如E/ER308L。
 
通常情況下用固溶態進行焊接。如果預計焊接應力很高，可用H1150做焊接。一般無需焊前預熱來防開裂。
 
固溶態材料焊接后可以直接時效處理得到需要的強度。但是，焊接零件先固溶后時效才能得到最佳的耐腐蝕性能。如果焊接的是過度時效狀態，焊接后必須先固溶后時效處理。