0Cr17Ni4Cu4Nb(17－4PH)

---

(1)钢号简介

0Cr17Ni4Cu4Nb钢是一种马氏体沉淀硬化不锈钢，该钢易于调整强度级别，它的强度可通过变动热处理工艺予以调整。马氏体相变和时效处理形成沉淀硬化相是其主要强化手段。由于0Cr17Ni4Cu4Nb的低碳、高铬且含铜，故其耐蚀性较Cr13型及9Cr18、1Cr17Ni2马氏体钢为好。此外，该钢衰减性能好，抗腐蚀疲劳及抗水滴冲蚀能力优于12%Cr马氏体钢，焊接工艺简便，易于加工制造，但较难进行深度冷成型。0Cr17Ni4Cu4Nb主要应用于既要求具有不锈性又要求耐弱酸、碱、盐腐蚀的高强度部件。如汽轮机末级动叶片以及在腐蚀环境下，工作温度低于300℃的结构件。

(2)化学成分

0Cr17Ni4Cu4Nb的化学成分列于表5－2，在不同标准中，化学成分有所差别，与美国标准比较，磷低于美国标准水平。

表5－2 不同标准规定的0Cr17Ni4Cu4Nb的化学成分

(3)室温力学性能

标准中规定的0Cr17Ni4Cu4Nb的室温拉伸情况见表5－3。一些实测数据见表5－4和表5－5。

表5－3 标准中规定的0Cr17Ni4Cu4Nb的室温力学性能

表5－4 0Cr17Ni4Cu4Nb的室温瞬时力学性能

表5－5 0Cr17Ni4Cu4Nb的系列冲击性能

(4)疲劳性能和断裂韧性

0Cr17Ni4Cu4Nb的疲劳性能见表5－6至表5－8，在不同介质和试验条件下的疲劳行为见图5－2至图5－4。

表5－6 室温旋转弯曲疲劳性能

表5－7 室温拉压疲劳

注：①断在螺纹尖头上。

②中途停电，未继续试验。

表5－8 条件腐蚀疲劳极限

图5－2 0Cr17Ni4Cu4Nb室温轴向疲劳曲线

(H900状态，纵向)

图5－3 0Cr17Ni4Cu4Nb在80℃高纯水中在超声波频率和常规频率下的高周疲劳

(≤20ppbO₂，载荷比=－1)

图5－4 0Cr17Ni4Cu4Nb缺口和光滑棒的高周疲劳性能

(0～100Hz，0～20Hz)

0Cr17Ni4Cu4Nb的疲劳裂纹扩展速率见图5－5。

图5－5 0Cr17Ni4Cu4Nb在空气、3．5%NaCl中，20℃的裂纹扩展速率(WOL试样)

不同时效状态的K_IC和K_ISCC见表5－9。

表5－9 0Cr17Ni4Cu4Nb的断裂韧性(K_IC)和在3．5%NaCl中的K_ISCC

注：①K_IC(J)数据；

②AM为真空冶炼。

(5)高温力学性能

a．高温瞬时拉伸性能 0Cr17Ni4Cu4Nb的高温瞬时拉伸性能见表5－10、表5－11和图5－6。

表5－10 经1040℃×1h+640℃×4h处理状态的0Cr17Ni4Cu4Nb的高温瞬时拉伸性能

表5－11 不同状态的0Cr17Ni4Cu4Nb的高温力学性能

图5－6 0Cr17Ni4Cu4Nb钢的高温抗拉性能

(H900热处理态)

b．持久和蠕变性能 0Cr17Ni4Cu4Nb的高温长时力学性能见表5－12、表5－13和图5－7。

表5－12 0Cr17Ni4Cu4Nb的持久强度和断裂塑性

表5－13 0Cr17Ni4Cu4Nb持久和蠕变强度

图5－7 0Cr17Ni4Cu4Nb钢拉尔森－米勒曲线

(试样状态：1040℃×30min油冷，480℃×4h回火空冷)

(6)低温力学性能

0Cr17Ni4Cu4Nb的低温拉伸性能图5－8。

图5－8 0Cr17Ni4Cu4Nb的低温拉伸性能

(试样状态H－875)

(7)耐蚀性

a．均匀腐蚀 0Cr17Ni4Cu4Nb的均匀腐蚀行为见表5－14、表5－15。

表5－14 0Cr17Ni4Cu4Nb的耐均匀腐蚀性能

表5－15 0Cr17Ni4Cu4Nb在260℃加压动水中的腐蚀

注：①阳离子腐蚀产物连续的用离子交换纯化系统去除。

b．应力腐蚀 0Cr17Ni4Cu4Nb在H₂S环境中的应力腐蚀与钢的屈服强度的关系见图5－9。

图5－9 0Cr17Ni4Cu4Nb在饱和H₂S中应力腐蚀破裂时间与屈服强度的关系

(应力为345MPa)

［采用不同回火和时效工艺获得不同的屈服强度；括弧中的数字为奥氏体含量；数字点侧的数字为回火和时效温度(℉)］

(8)工艺性能

a．热加工 0Cr17Ni4Cu4Nb的热加工温度为1000～1170℃，对于大截面尺寸(≥75mm)或形状复杂的部件，热加工后应及时回炉加热到原热加工温度，随后缓慢冷却。

b．热处理 0Cr17Ni4Cu4Nb钢的相变临界点列于表5－16。热处理制度见表5－17。在固溶后钢获得A状态(马氏体)后，随后可进行时效处理，亦可以在固溶后采用过时效处理后再重复固溶，而后热处理的方式。0Cr17Ni4Cu4Nb可采用不同的时效处理调整其强度水平，见图5－10。

表5－16 0Cr17Ni4Cu4Nb的相变临界点

表5－17 0Cr17Ni4Cu4Nb的热处理制度

图5－10 0Cr17Ni4Cu4Nb的时效强度曲线

a－时效温度为480℃；b－时效温度510℃

(9)物理性能

0Cr17Ni4Cu4Nb的物理性能见表5－18。衰减性能见表5－19。

表5－18 0Cr17Ni4Cu4Nb的物理性能

注：①480℃时效态。

表5－19 0Cr17Ni4Cu4Nb的衰减性能

(10)应用

0Cr17Ni4Cu4Nb钢为汽轮机低末级叶片的首选材料，是在腐蚀条件下工作温度低于300℃的结构材料。此外它是在既要求有不锈性及耐弱酸、碱、盐腐蚀又要求具有高强度的环境下工作的部件的主要结构材料。在反应堆环境中主要用于控制棒驱动机构的耐磨、耐蚀的高强度部件。