17-4PH不锈钢为马氏体沉淀硬化型不锈钢，相当于国标05Cr17Ni4Cu4Nb。该类型的不锈钢含碳量较低，含Ni、Cr量高，焊接性好且具有较好的耐腐蚀性。同时该钢中Cu和Nb等合金元素含量也较高，这些合金元素在热处理过程中可析出时效硬化相ε-Cu、NbC、M23C6等，使材料具有较高的强度和硬度。基于以上优点，17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢广泛应用于航空、航天、化学和核工业等领域。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。目前对于17-4PH不锈钢的热处理工艺研究已经相当成熟同热处理工艺下的性能及机理进行总结。
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。17-4PH不锈钢的化学成分（质量分数，%）为：≤0.07C，≤1.00Mn，≤1.00Si，≤0.P，≤0.03S，15.50～17.50Cr，3.00～5.00Ni，3.00～5.00Cu，0.15～0.45Nb，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℃，Ac3约为℃，Ms为80～℃，Mf约为32℃。因此标准中推荐的固溶温度为～℃。固溶温度不同，最终得到的组织与性能也不同。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、和℃。研究发现，经℃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，另一方面合金碳化物过多地溶入到奥氏体中，奥氏体的稳定性将增加，马氏体转变点下降，因此淬火后马氏体量减少，残留奥氏体量增加，硬度降低。同时过高的加热温度还可能使固溶组织中存在较多含量的铁素体，影响最终的强化效果。因此必须合理选择固溶温度，以保证所需的性能。
由于17-4PH钢中含有铬、镍等元素，使得其在空冷时即可得到马氏体，但为了使固溶后组织更加细小，获得更好的强化效果，提高塑韧性，实际生产中多采用油冷方式。固溶处理后的显微组织是含有过饱和铜、铌的低碳板条马氏体，有时由于淬火不充分或者加热温度过高等原因，还会有少量残留奥氏体和铁素体。
时效处理17-4PH钢的时效处理应根据对性能的要求，确定加热温度和保温时间。17-4PH钢在℃温度固溶后，随时效温度的升高，马氏体组织发生回火，且不断地析出沉淀相。℃时效时已有铜、铌等沉淀相析出，到～℃时，晶内沉淀物颗粒细小且弥散分布，此时材料的硬度最高。
转载请注明：http://www.0431gb208.com/sjslczl/7123.html
