马氏体沉淀硬化不锈钢15-5PH的性能参数

马氏体沉淀硬化不锈钢15-5PH的性能参数

15-5PH；15-5PH合金比17-4PH合金在结构上有更大的韧性,

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

15-5PH是马氏体沉淀硬化不锈钢，具有高强度，高硬度和优异的耐腐蚀性能，横向韧度和延展性非常好，具有很高的可锻性。15-5PH的加工性能和其他沉淀硬化不锈钢相似，低温热处理可一步到位实现时效硬化。该材料用于对横向强度和韧度要求很高的零件，例如阀门零件，接头，紧固件，轴，齿轮，化学处理设备，造纸厂设备，飞机零部件和核反应堆零件。

在593°C以下的环境中，15-5PH表现出优异的抗氧化能力。长时间暴露在升温环境中，沉淀硬化不锈钢的韧度会有所下降。提供时效温度，有时可以减小这种韧度的降低程度。如果最高温度比时效温度至少低28°C，材料是可以短时间暴露于这种高温的。
 

化学成分

 碳   0.07%以下磷   0.04%以下
硅   1.00%以下
镍   3.50-5.50%
钶+钽    0.15-0.45%
锰   1.00%以下
硫   0.015%以下
铬   14.00-15.50%
铜   2.50-4.50%
铁   余量

耐腐蚀性能

 
15-5PH的耐腐蚀性能和304不锈钢相似。用551°C或更高的温度硬化处理后，材料能够很好地抵抗应力腐蚀开裂。
 

 
物理性质
 

 
平均比热
32-212°F，状态A：           0.1100 Btu/lb/°F
32-212°F，状态H900：   0.1000 Btu/lb/°F
 
平均热膨胀系数

 

导热率
 
泊松比

 弹性模量（E）

 刚性模量（G）
 
电阻
 
机械性能
 
低温机械性能
在低温环境，15-5PH的延展性尚能维持在一个令人满意的水平。时效温度高一些，低温性能则更好。H1150M状态下低温缺口韧度最好。
 
典型机械性能—纵向，中间位置

*H900的压缩屈服强度是178ksi（1228MPa）
*15-5PH在高温环境中的模量值可用室温值的百分比来表示，例如

 
室温机械性能—横向，中间位置

 
室温抗扭力性能

 

热处理
 
通常15-5PH的供货状态为状态A。状态A可在482-621°C区间加热1-4个小时，进行固溶硬化，然后空冷。
 
固溶热处理
在1038°C+/-14°C加热1/2小时，冷却至32°C，使材料完全转换至马氏体。横截面小于76mm的材料可以油淬，大于76mm的材料需要迅速空冷。
 
固溶态材料韧度低，冲击强度差，容易出现应力腐蚀开裂，因此还需要做时效硬化处理。
 
硬化处理的尺寸变化
时效处理会改变尺寸。H900的热处理，尺寸会收缩0.0004-0.0006in/in。在621°C进行时效，尺寸收缩为0.0008-0.0010 in/in
 
时效
H900时效
在482°C加热1个小时，然后空冷
 
H925, H1025, H1075, H1100, H1150
在相应的温度加热4个小时，然后空冷
 
H1150M
在760°C+/-8°C加热2个小时，空冷，然后再621°C+/-8°C加热4个小时，空冷。
 

加工性能
 
热加工
15-5PH可做锻造，端头透热锻和热镦锻。热加工过的材料需要先做固溶处理，然后再做硬化处理，这样硬化的效果才好。
 
锻造
均匀加热至1177-1204°C，保温一个小时，然后开始锻造。温度降到1010°C以下时应停止锻造。为获取优化的晶粒尺寸和机械性能，锻造零件应空冷至32°C，然后再进行后续加工。锻造零件应先固溶后硬化处理。
 
机加
15-5PH的固溶态和各种时效硬化状态的材料都可机加。固溶态材料机加性能和302及304不锈钢相似。硬化温度越高，机加性能越好。
H1150M具有优化的机加性能，很适合加工。机加完成后进行固溶和时效硬化处理，可以提高机械性能。
 
15-5PH的机加参数
 
钻孔

螺纹板牙
  

铣端面

 
攻丝

 
拉孔

 
焊接
15-5PH可用屏蔽熔焊和电阻焊。不建议采用氧乙炔焊接，因为焊接时会出现碳增。如需使用填料，可用AWS E/ER630填料，使焊缝和基体性质匹配。焊点设计应避开应力集中区域，例如尖角，螺纹和半渗透焊接点。如果焊接零件强度要求不高，可用标准的奥氏体不锈钢填料，例如E/ER308L。
 
通常情况下用固溶态进行焊接。如果预计焊接应力很高，可用H1150做焊接。一般无需焊前预热来防开裂。
 
固溶态材料焊接后可以直接时效处理得到需要的强度。但是，焊接零件先固溶后时效才能得到最佳的耐腐蚀性能。如果焊接的是过度时效状态，焊接后必须先固溶后时效处理。