0Cr15Ni7Mo2Al(PH15-7Mo)
出处:按学科分类—工业技术 中国科学技术出版社《不锈钢实用手册》第827页(4204字)
(1)钢号简介
0Cr15Ni7Mo2Al钢是以2%Mo取代0Cr17Ni7Al钢中2%Cr的半奥氏体沉淀硬化不锈钢,在固溶状态下基本保持奥氏体组织(含有5%~20%的δ铁素体),在此状态下钢的加工成形性能良好,易于加工制造,加工后再经调整处理、冷处理及时效处理,所析出的镍-铝强化相使钢的室温强度可达1400MPa以上,并具有满足使用要求的塑韧性。此外,由于钢中含有Mo,使之耐还原性介质腐蚀能力有所改善。
0Cr15Ni7Mo2Al钢的综合性能优于0Cr17Ni7Al,因此其应用领域也较广泛。该钢广泛应用于宇航、石油化工及能源工业中的耐蚀及400℃以下工作的承力构件及容器以及弹性元件。
0Cr15Ni7Mo2Al的不足之处在于化学成分需精确控制,热处理工艺复杂,纵向、横向韧性和塑性差异大,经调整处理后塑韧性损失较大。
(2)化学成分
0Cr15Ni7Mo2Al钢的化学成分见表5-76。
表5-76 0Cr15Ni7Mo2Al钢的化学成分,wt%
(3)室温力学性能
标准规定的0Cr15Ni7Mo2Al的室温力学性能指标见表5-77。一些实测数据见表5-78至表5-84。
表5-77 0Cr15Ni7Mo2Al室温力学性能指标
注:①σs;②随截面尺寸和直径而变化。
表5-78 0Cr15Ni7Mo2Al(薄板)的室温力学性能
表5-79 RH、TH制度经不同温度时效的板材室温力学性能
表5-80 时效处理对0Cr15Ni7Mo2Al棒材室温力学性能的影响
表5-81 时效制度对0Cr15Ni7Mo2Al冲击性能的影响
表5-82 0Cr15Ni7Mo2Al反复弯曲性能
表5-83 0Cr15Ni7Mo2Al的室温扭转和抗剪切性能
表5-84 0Cr15Ni7Mo2Al缺口敏感性
注:0°,4°,8°为垫片倾角。试样缺口处应力集中系数Kt=5.2。
(4)疲劳和断裂韧性
0Cr15Ni7Mo2Al的疲劳性能见表5-85,断裂韧性见表5-86。
表5-85 0Cr15Ni7Mo2Al的室温光滑旋转弯曲疲劳
注:①轴向疲劳。
表5-86 0Cr15Ni7Mo2AI的断裂韧性KIC和应力腐蚀门槛值KISCC
注:①20%NaCl溶液;
②3.5%NaCl溶液。
(5)高温力学性能
高温拉伸性能数据见表5-87。
表5-87 0Cr15Ni7Mo2Al钢带的高温拉伸性能
表5-88 0Cr15Ni7Mo2AI棒材高温拉伸性能
表5-89 0Cr15Ni7Mo2Al的瞬时高温力学性能
注:①纵向
②横向
0Cr15Ni7Mo2Al高温中冲击和压缩强度见图5-21和图5-22。
图5-21 0Cr15Ni7M02Al(RH850)的高温冲击性能
图5-22 0Cr15Ni7Mo2Ai高温压缩屈服强度
1-0.86mm薄板,CH950;2-1.3mm薄板,RH950;3-1.3mm薄板,TH1050
0Cr15Ni7Mo2Al的持久和蠕变行为见表5-90和表5-91及图5-23。
表5-90 0Cr15Ni7Mo2Al(棒、板)的持久和蠕变强度
表5-91 0Cr15Ni7Mo2Al持久强度和蠕变强度
图5-23 0Cr15Ni7Mo2Al钢在540℃的持久和蠕变强度曲线(板材,RH950)
(6)耐蚀性
钢的耐均匀腐蚀性能见表5-92,耐晶间腐蚀性能见表5-93。钢的耐晶间腐蚀性能与热处理条件相关:RH处理制度500℃时效强度最高,此时钢不耐晶间腐蚀;400~450℃或550~600℃时效钢的强度稍低,但耐晶间腐蚀。TH处理制度,不论是何种时效温度(400~600℃)均出现晶间腐蚀。
表5-92 0Cr15Ni7Mo2Al的耐蚀性
表5-93 0Cr15Ni7Mo2Al的晶间腐蚀行为
注:试验用料成分为C=0.06%,Mn=0.38%,Si=0.41%,Cr=14.28%,Ni=6 .64%,Mo=2.72%,S=0.003%,P=0.017%,Al=1.24%,Cu=0.13%。
钢的耐应力腐蚀性能见表5-86。
(7)工艺性能
a.热加工 钢的热加工温度范围为1160~900℃。
b.冷加工 钢的冷加工硬化倾向较大,在冷轧、冷拔或冲压时宜采用大压下量少道次的操作规范,并适当进行固溶处理。冷加工通常在固溶状态下进行。
c.热处理 使用RH或TH制度时,通常在固溶状态下进行零部件加工,而后依据RH或TH制度程序继续完成固溶处理后的热处理工序。按RH制度处理时,如冷处理后马氏体转变不充分,可适当降低调整处理温度,以提高Ms,但不应低于900℃。以冷加工状态交货的产品,使用厂仅进行简单的时效即可(CH制度),CH制度一般适用于弹性元件。无论是冷处理还是时效处理,可根据实际情况重复进行1~2次,重复时效温度不能低于初次的时效温度。
d.焊接 此钢可进行电弧焊和电阻焊,以气体保护焊最好,焊接通常在固溶状态下进行,焊后宜进行全程热处理,焊接效率可达90%以上。如果在最终热处理状态下焊接,焊后又不重新热处理,此时焊接头拉伸强度下降较多。点焊、滚焊和氩弧焊的性能见表5-94至表5-96。
表5-94 00Cr15Ni7Mo2Al的点焊性能
注:焊前热处理为1050℃空冷+950℃空冷+(-70℃)2h+450℃1h空冷,焊接。
焊后热处理为1050℃空冷,焊接,焊后950℃空冷+(-70℃)2h+450℃1h空冷。
材料厚度1.3mm。
表5-95 0Cr15Ni7Mo2Al的滚焊性能
注:热处理制度同表5-94材料厚度为0.8mm+0.8mm。
表5-96 0Cr15Ni7Mo2Al氩弧焊的性能
注:①取样方向为横向。
②热处理制度同表5-94。
③材料厚度1.3mm,电极由基体金属制成。
(8)物理性能
0Cr15Ni7Mo2Al的物理性能见表5-97。
表5-97 0Cr15Ni7Mo2AI的物理性能
(9)应用
0Cr15Ni7Mo2Al钢主要应用于航空薄壁结构件,各种容器、导管、阀膜等。在国外已成功用于高速飞机的蒙皮,蜂窝夹芯与面板,国内已用于制造晴纶纤维纺丝的齿轮及轴,化工企业的胶体磨、胶片厂的挤压嘴、化学加工企业的耐蚀弹性元件等。