17-4 PH不锈钢热处理工艺

17-4 PH高温合金

17-4 PH不锈钢，也被称为UNS S17400，是一种常见的沉淀硬化不锈钢，以其出色的机械性能、耐腐蚀性及热处理后的高强度特性广泛应用于多个行业。它通过特殊的热处理工艺提高了硬度和强度，使其在许多高负荷、高要求的环境中表现出色，特别是在航空航天、化学处理设备和医疗器械等领域。

一、17-4 PH不锈钢的优势

高强度与耐腐蚀性兼具17-4 PH不锈钢结合了高强度与卓越的耐腐蚀性，在许多要求这两者的工业应用中具有明显优势。它能够在各种腐蚀环境中保持稳定，并承受高负荷工作条件。

热处理优化性能17-4 PH不锈钢的热处理性能使得它在应用时可以根据需要调整强度和硬度，满足不同应用场景下对材料性能的需求。其沉淀硬化过程能够显著提高材料的机械性能，确保其在承受高强度工作时保持优异的韧性和稳定性。

抗点蚀与应力腐蚀开裂由于铜和铬的加入，17-4 PH不锈钢在点蚀和应力腐蚀开裂方面表现优异，特别是在化学工艺设备、海洋环境以及医用环境中使用时，能够有效防止腐蚀和材料老化问题。

广泛的应用领域17-4 PH不锈钢适用于多个高端领域，特别是航空航天、化学处理设备和医疗器械等行业，能够满足这些领域对材料强度、耐腐蚀性和高温性能的要求。

二、17-4PH对应牌号：1、国标GB-T标准：数字牌号：S51740、新旧牌号：05Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17Ni4Cu4Nb,2、美标：ASTMA标准：S17400，SAE标准：17-4PH，UNS标准：630，3、日标JIS标准：SuS630，4、德标DIN标准：17-4PH 5、欧标EN标准：X5CrNiCuNb16-4。

三、17-4 PH不锈钢的化学成分

17-4 PH不锈钢的典型化学成分如下：

其化学成分包括：碳 (C)：≤0.07%，硅 (Si)：≤1.00%，锰 (Mn)：≤1.00%，磷 (P)：≤0.04%，硫 (S)：≤0.03%，铬 (Cr)：15.00-17.50%，镍 (Ni)：3.00-5.00%，铜 (Cu)：3.00-5.00%，铌与钽 (Nb+Ta)：0.15-0.45%。

物理性能：

密度：7.75 g/cm³

比热容：460 J/kg·°C (20°C)

弹性模量：196 GPa

机械性能

抗拉强度 (σb)：≥1310 MPa (H900 状态)

屈服强度 (σs)：≥1172 MPa (H900 状态)

延伸率 (δ)：≥10% (H900 状态)

断面收缩率 (ψ)：≥40% (H900 状态)

硬度：388-444 HBW (H900 状态)

四、冶炼

电炉冶炼：17-4PH 的冶炼通常采用电炉+精炼炉的组合工艺。电炉用于初步熔化和混合原料，精炼炉则用于进一步净化和调整化学成分，确保合金的纯净度和成分精度。

热加工

铸坯表面修磨：铸坯表面进行修磨，去除表面缺陷和氧化皮，确保铸坯表面质量。

板坯加热：将修磨后的铸坯加热至适当的温度，通常在 1150°C 至 1200°C 之间，以提高材料的塑性和流动性。

热轧：加热后的板坯进行热轧，通过多道次轧制，将板坯加工成所需厚度的中板。热轧过程中，材料的晶粒细化，力学性能得到提升。

热处理

固溶处理：在 1038°C ± 14°C 的温度范围内进行固溶处理，保温 1 小时，然后迅速冷却至室温。这一过程可以溶解合金中的碳化物，提高材料的塑性和韧性。

沉淀硬化：根据不同的热处理状态，进行沉淀硬化处理，具体温度和时间如下：

H900：482°C ± 6°C 保持 1 小时 ± 5 分钟，空冷。

H925：496°C ± 6°C 保持 4 小时 ± 15 分钟，空冷。

H1025：550°C ± 6°C 保持 4 小时 ± 15 分钟，空冷。

H1075：580°C ± 6°C 保持 4 小时 ± 15 分钟，空冷。

H1100：595°C ± 6°C 保持 4 小时 ± 15 分钟，空冷。

H1150：621°C ± 6°C 保持 4 小时 ± 15 分钟，空冷。

17-4PH不锈钢规格有板材、带材、棒材、管材等。17-4PH不锈钢的硬度值为30~45HRC。抗拉强度为≥1100MPa，屈服强度为≥1000MPa，延展率为≥10%。

17-4PH固溶退火温度为1010-1130℃，淬火温度为1040~1090℃，回火温度为480~620℃。

表面处理

酸洗：固溶处理后的中板进行表面酸洗，去除表面的氧化皮和污垢，提高表面光洁度和耐腐蚀性。酸洗工艺通常采用硝酸和氢氟酸的混合酸液。

钝化处理：酸洗后的材料进行钝化处理，形成致密的氧化膜，进一步提高材料的耐腐蚀性。

17-4PH预备热处理

锻后硬度一般大于35HRC，需对17-4ph钢进行软化处理才能进行加工。生产实践中有3种方法

1)固溶热处理:1040℃加热，油冷，硬度为28~30HRC

2)高温回火：加热温度为720~740℃,炉冷或空冷,硬度为28~32HRC

3)退火：加热温度为820~840℃,炉冷至500℃下出炉空冷，硬度为28~30HRC

(4)固溶处理固溶温度为1040℃，水冷，硬度为32~35HRC。基体组织为低碳马氏体，在此硬度下可进行切削加工。

(5)时效处理推荐时效温度为480℃,时效时间4h，硬度为40HRC

(6)气体渗氮加热温度为510~520℃*48h，排气30minNH流量为0.4m1 h,炉压为294~490Pa,渗氮层深度为0.17mm，表面硬度为966HV。

五、17-4 PH不锈钢的主要应用领域

航空航天领域在航空航天工业中，17-4 PH不锈钢广泛用于制造飞机结构件、发动机零件、航空机身连接件和紧固件等。由于其高强度和耐腐蚀性能，17-4 PH不锈钢能够在极端的温度和气候条件下保持可靠性。

化学处理设备化工行业对材料的耐腐蚀性有极高的要求，17-4 PH不锈钢因其出色的耐腐蚀性和抗氧化性，常用于化学反应器、泵体、阀门、管道等设备的制造，能够长时间耐受腐蚀性介质的侵蚀。

医疗器械在医疗器械领域，17-4 PH不锈钢常用于制造外科手术器械、植入物、牙科设备等。它的抗腐蚀性、耐高温性以及生物兼容性使其成为理想的材料。

核工业核工业对材料的机械性能和耐腐蚀性有严格的要求，17-4 PH不锈钢被广泛应用于核电站的设备制造，如核反应堆的组件、反应器冷却系统、管道和阀门等。

食品和饮料加工由于其优异的耐腐蚀性和良好的卫生性能，17-4 PH不锈钢也广泛应用于食品加工设备、饮料生产设施等需要严格卫生要求的领域。

石油和天然气行业17-4 PH不锈钢因其耐腐蚀性和高强度，在石油和天然气行业中常用于制造井口设备、压力容器、阀门和管道等关键部件。

六、结论

17-4 PH不锈钢凭借其优异的高强度、良好的耐腐蚀性、可调节的机械性能以及较好的热处理性能，广泛应用于航空航天、化学处理设备、医疗器械等领域。无论是在要求高强度、高温耐性、耐腐蚀性或抗点蚀性等方面，17-4 PH不锈钢都能够满足各类高端。