17-4PHステンレス鋼 (ASTM) は,国家標準05Cr17Ni4Cu4Nbに相当するマルテンシト性降水硬化ステンレス鋼である.このタイプの不?? 鋼は低炭素含有量と高いNiとCr含有量を持っていますさらに,この鋼にはCuやNbなどの合金元素がより多く含まれています.この合金元素は, ε-Cu のような老化硬化段階を発生させる.材料の強度と硬さを高める.これらの利点により, 17-4PH マルテンシト性降水硬化ステンレス鋼は航空業界で広く使用されています.航空宇宙降水硬化ステンレス鋼の機械特性には,熱処理状態が大きく影響する.17-4PH マルテンシト性降水硬化ステンレス鋼の従来の熱処理プロセスは,溶液処理に続いて老化を含む微細構造を調整し,相の降水を制御することで強度,硬さ,耐腐蝕性を向上させる.17-4PH ステンレス鋼の熱処理プロセスに関する研究はかなり成熟していますこの記事では,異なる熱処理プロセスの性能とメカニズムを要約し,簡潔に説明します.

17-4PH 不同鋼の熱処理

溶液処理後,マトリックス構造は基本的にマルテンサイト構造です.その力は非常に高かった溶液処理による異なる老化処理により,材料の強度が向上し,様々な生産慣習のニーズを満たすことができます.

17-4PHステンレス鋼の化学成分 (質量分数,%) は: ≤0.07C, ≤1.00Mn,≤1.00Si, ≤0.023P, ≤0.03S,15.50~17.50Cr,3.00~5.00Ni,3.00~5.00Cu,0.15~0.45Nb. 主な降水硬化元素は銅とニオビウムで,一部にはアルミニウムとチタンも含まれています.強化プロセスは,これらの元素の溶解性を利用することによって達成されます.17−4PH 不同鋼がオーステナイト温度に加熱されると,オーステナイトに溶解性が高く,マルテンサイトに溶解性が低いため,それは,マルテンサイト温度まで冷却すると,銅とニオビウムと超飽和マルテンサイト構造を形成する.マルテンシート自体には高強度と強度があり,したがって一定程度の強化を達成します.超飽和銅とニオビウムがマトリックス中に溶け落ちて落ちる材料の性能をさらに向上させるため,様々な性能要件を満たすために異なる熱処理プロセスを使用できます.

1固体溶液処理 固体溶液処理は,17-4PH鋼のための不可欠な熱処理プロセスです.固体溶液処理中に,熱温度は,鉄鋼の炭素と合金元素がオーステナイトに完全に溶解することを確保する必要があります.17-4PH鋼のAc1は約670°C,Ac3は約740°C,Msは80-140°C,Mfは約32°Cである.したがって,標準では1020~1060°Cの固体溶液処理温度を推奨している.固体溶液の異なる温度は,異なる微細構造と性質をもたらします.固体溶液の異なる温度で17-4PH鋼の微細構造と特性を研究した.1000の処理温度を選択する10401040°Cの固体溶液処理の後,サンプル硬さは最高だった.これは固体溶液処理温度が低いとき,熱で得られたオーステナイトは不均等である.溶解した合金カルビッドは最小で,冷却後にマルテンサイト硬度が低下する.固体溶液の温度が高いとき,片方では粒子が粗くなって,そしてもう一つはアウステナイトの安定性を高め,マルテンサイト変換点を低下させる. その結果,マルテンサイトの量は消化後に減少しますさらに,過度に高い加熱温度は,固体溶液構造にフェライトの含有量が増加する可能性があります.最終的な強化効果に影響を与える17-4PH 鋼にクロムとニッケルがあるため,空気冷却でマルテンサイトを形成するしかし,冷却後より細かい固体溶液とよりよい強化効果,およびより優れた柔らかさと強度を得るため,実際の生産では通常油冷却が使用されます.溶液処理後の微細構造は,超飽和銅とニオビウムを含む低炭素のバイニティックプレートで構成される.時々,不十分な消化または過度に高い加熱温度により,少量の残留アウステニートとフェライトが残る可能性があります.

117-4PH鋼の老化処理: 17-4PH鋼の老化処理は,要求される性能に基づいて,加熱温度と保持時間を指定して決定されるべきです.1040°C で溶液処理後,温度が上昇するにつれて,マルテンシット構造はテンパーされ,沈殿物が継続的に形成されます. 450°Cでは銅とニオビウム沈殿物が形成され始めます.降水物は細かく,粒の中に均等に分布している.耐久性も強さも増加する一方,硬さと強さは低下する.硬さと強さの変化が 同じパターンに従うので硬さや強度に関する特殊要件を有する作業台は,使用要求を満たすために老化温度を厳格に制御する必要があります.17-4PH鋼の老化過程における強度と柔性との関係は,0°Cr15Ni5Cu2TiC降水硬化ステンレス鋼の類似である17-4PH鋼の老化温度が510°Cを超えると老化過度とみなされます. Hou Kai et al.は,老化過度の条件下で17-4PH鋼の衝撃強度を研究し,老化温度が上昇すると,材料の衝撃強さは徐々に向上します降水物の十分な降水と有効な老化を確保するため,老化温度での保持時間は一般的に4時間未満で,その後は空気冷却です.同じ温度で老化します異なる保持時間によって異なる最終特性が生じる.図1は,時間とともに350°Cの老化温度で17-4PH鋼の硬度曲線を示している.保持時間が増加するにつれて試料の硬さは,老化処理の初期段階では,試料の硬さの増加は比較的遅い.試料の硬さはより速く上昇します9000 h の頃には硬さは最大値に達し,その後,老化時間が長くなるにつれて硬さは急速に低下し始めます.17-4PH鋼の長時間老化と拉伸特性との関係について詳細な研究を行いました結果は,350°Cで長期間老化した後,老化時間が増加するにつれて,収力強度と拉伸強度が増加し,縮小および長さの速度は低下することを示しています.骨折表面は細い柔らかい穴から粗い柔らかい穴へと変化します研究はまた,長期にわたる老化後, 17-4PH 鋼の微細構造が変化し,粒の境界からスピノダル分解が開始され,降った ε-Cu粒子は徐々に大きくなっています逆変形アウステニットの少量と共に 衰老期間が長くなるにつれて スピノダルの分解は 徐々に粒の境界から粒の内部へと移動しますマトリックスに多くの線形細G相が precipitatedされているワング・ジュン等は,振動学的な衝撃法を使用して,350°Cで長期にわたる老化下で17-4PH鋼の脆化行動を研究した.振動図による衝撃試験は,エネルギー時間における様々な臨時情報を提供することができる.試料の衝撃破裂の負荷時間および傾斜時間の段階,動的負荷条件下で材料の変形および破裂行動についての洞察を提供します.裂け目開始エネルギー (Ei) は17-4PH鋼のクラック拡散エネルギー (Ep),総衝撃エネルギー (Et) と動的破裂強度 (KId) は350°Cでの長期老化時間の延長により減少する.

1.3 調整処理 17-4PH ステンレス鋼の従来の熱処理は,溶液+老化です.研究によると,老化前に調整処理を行うことが,材料の機械的および耐腐蝕性特性を著しく変化させることがわかりました調整処理の目的は,鉄鋼のマルテンサイト変換点 Ms と Mf を調整することです.したがって,相変換処理とも呼ばれます.調整処理を加えた後同じ溶液と老化温度では,材料の衝撃強さは1倍以上増加し,耐腐蝕性は著しく向上します.ヤン・シウェイ ほか化学浸透,偏振曲線,周期性偏振曲線を使用した溶液と溶液+調整+老化後の直接老化条件下で,人工海水における17-4PH鋼の耐腐蝕性を研究するための電気化学インピーダンスの方法試験によると,17-4PHステンレス鋼が調整処理を経て老化されると,自己腐食能力と穴位腐食能力が増加する.年間腐食率が低下する一方で17-4PH鋼は,調整処理を経て老化が続くので,直接老化したサンプルよりもはるかに高い耐腐性を持つ.クロム濃度が低い領域の形成を効果的に防ぐさらに,マルテンサイト構造は細くなって,材料の微小構造の均一性を改善します.溶液と直接老化後の微細構造調整処理後の微細構造は,より明確な粒の境界,均質な細かいマルテンサイト板,そして明確な方向性関係対照的に,溶液と直接老化後の微細構造は,粒の境界に沿って分布した多くの白い沉積物を持つ粗いマルテンサイトプレートを持っています.調整処理の後,マルテンシト構造は,微調整処理の特徴を"継承"している.粒の境界はネットワークに繋がり,主にマルテンサイトと残留アウステニットで構成される粒が,その中に封じ込められています.この種の微小構造は,より逆変換オーステナイトの鋼の生産に関連しています.

治療 時間 と 温度 を 調整 する こと の 影響 も 研究 者 が 多く 調べ て い ます.研究結果によると,時間と温度を調整すると,材料の微細構造の形態学に重大な影響はありません.しかし,調整時間が長くなるにつれて,マルテンシット構造はより細かく,より均一になります. 処理温度が上昇すると,材料の強度は徐々に増加します.柔らかさと強さは徐々に減る816°Cの調整処理の後,老化温度が上昇するにつれて,材料の強さは徐々に減少し,柔らかさと強さは徐々に増加します.

2.17-4PH ステンレス鋼の熱処理強化メカニズム

17-4PH マルテンシティックステンレス鋼の固体溶液プロセスでは,銅とニオビウムなどの元素がオーステナイト粒に溶けます.冷却後,超飽和銅とニオビウムマルテンサイトが形成されるその後,老化過程で,超飽和銅とニオビウム元素が粒から沈着し,マトリックスの第二の強化につながります.これはまた, 17-4PH 鋼の主要な強化方法です.

異なる熱処理プロセスによって異なる微細構造と特性が生成されるが,強化メカニズムは全て同じで,これは沈殿物の沈降に関連している.ε-Cu のような沉着物の分布M23C6は,異なる材料特性に導致する. 降水硬化合金の収力強度は,強固相が逸脱に与える影響によって決定される.強化相の粒子は非常に細かく,密集した分布で分散しているとき溶融の強度が上昇し,最終的に破解を引き起こします. 溶融の強度が上昇すると,溶融が破解し,溶融が破解し,溶融が破解し,溶融が破解し,溶融が破解し,溶融が破解し,溶融が破解し,溶融が破解し,溶融が破解し,溶融が破解し,溶融が破解し,溶融が破解し,溶融が破解し,溶融が破解し,溶融が破解し,溶融が破解する.強化相粒子が大きくて薄く分布しているとき溶融の強度を低下させ,溶融線の阻塞を防ぐことができる.この理由から,溶融の強度を低下させる.17-4PH の鋼で逆変形オーステナイト粒子が多くなった場合,逆変形オーステナイトの ε-Cu粒子はマルテンサイトよりも微細で薄く分布している.変身をほとんど妨げないか全く妨げない一般的に,冷却後,17-4PH鋼には少量の残留アウステニットがある.熱化中に逆変換オーステナイトの核となる非常に細かい粒子を構成するしたがって,合金中の残留オーステナイトが多くなるほど,老化中により逆変換オーステナイトが生成されます.したがって,合金中のマルテンサイト形成を促進する元素 (Cなど) の含有量が減少するとオーステナイトを安定させる元素 (例えばN) の含有量が高すぎると,消化後に余剰オーステナイトが残る.熱化後,オーステナイトが形成されます.合金強度が低下し,同時に老化温度が上昇すると,逆変形オーステナイトが形成され,成長し始めます.室温での残留オーステナイトの量を増やし,強度が低下するしたがって,強度要求のある材料では,合理的に熱処理プロセスを策定し,微細構造における逆変形オーステナイトの量を厳格に制御する必要があります.. ε-Cuは17-4PH鋼の主要強化段階である.近年,その形態学についてより多くの研究が行われている.ハルビンタービン工場の国内調査は より徹底的に一般的に"すべての場合, ε-Cu は球状である"と信じられていた.しかし,ハービンタービン工場の研究によると,マルテンシットマトリックスから沈着する ε-Cu 段階は滑らかな短い棒である.オーステナイト (逆変形オーステナイト) から降落したものは球状である.これは,オーステナイトとe-Cu相の両方が顔中心の立方格子を持ち,その接面エネルギーは非常に低いため,沉着したe-Cu相は球状である.しかし,マルテンサイトは,身体を中心とした立方格子表面中心立方格子と大きく異なる ε-Cu 段階は,高い接面エネルギーを生むため,沉着した ε-Cu 段階は棒状である.17-4PH鋼の ε-Cu 段階の形状も研究した.そして彼らは発見しました

結論 3

陶磁硬化ステンレス鋼は,高強度と優れた耐腐蝕性の利点を組み合わせています.耐腐食性は,その化学的組成だけでなく,熱処理にも関係しています溶液の温度は通常1040°Cに設定され,温度が高すぎたり低すぎたりすると性能に影響する.老化 処理 は 機械 的 な 特性 を 向上 さ せる伝統的な処理方法に基づいて,調整処理を加えることで,マルテンシトマトリックス構造を精製し,それによって材料の耐腐蝕性を向上させることができます.

17-4PH 不同鋼の強化メカニズムに関する研究は国内外で行われ,いくつかの結果が得られました.このメカニズムが ε-Cu の降水と関係していると考えられています材料の強さは,外転線に対する強化状態によって決定される.しかし, ε-Cu の形態学の分析は異なる.全体として,17-4PH鋼の熱処理プロセスはかなり成熟しました必要な性能を達成するために,特定のアプリケーション条件に基づいて,実際の生産において適切な熱処理プロセスを選択することができます.