17-4PH-Edelstahl (ASTM) ist ein martensitischer Niederschlaggehärter Edelstahl, der dem nationalen Standard 05Cr17Ni4Cu4Nb entspricht.Diese Art von Edelstahl hat einen geringen Kohlenstoffgehalt und einen hohen Ni- und Cr-GehaltAußerdem enthält der Stahl einen höheren Gehalt an Legierungselementen wie Cu und Nb.Diese Legierungselemente können Alterungshärtephasen wie ε-Cu auslösen.Aufgrund dieser Vorteile wird 17-4PH martensitische Niederschlagshärtung aus Edelstahl in der Luftfahrt weit verbreitet.Luft- und RaumfahrtDie mechanischen Eigenschaften von Niederschlaggehärtetem Edelstahl werden wesentlich durch seinen Wärmebehandlungszustand beeinflusst.Das herkömmliche Wärmebehandlungsprozess für 17-4PH martensitischen Niederschlag-Härterung rostfreien Stahl beinhaltet eine Lösung Behandlung gefolgt von Alterung, die durch Anpassung der Mikrostruktur und Kontrolle der Niederschlagphasen Festigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit verbessert.Die Forschung über die Wärmebehandlungsprozesse für 17-4PH-Edelstahl ist recht ausgereift.Dieser Artikel fasst die Leistung und die Mechanismen bei verschiedenen Wärmebehandlungsprozessen zusammen und beschreibt sie kurz.

1Wärmebehandlung von 17-4PH-Edelstahl

Der Umwandlungspunkt von Martensit im 17-4PH-Edelstahl liegt über Raumtemperatur.Und seine Stärke war sehr hoch.Eine unterschiedliche Alterungsbehandlung auf der Grundlage einer Lösungsbehandlung kann die Festigkeit des Materials verbessern und den Bedürfnissen verschiedener Produktionsverfahren gerecht werden.

Die chemische Zusammensetzung (Massenteil,%) von 17-4PH-Edelstahl beträgt: ≤ 0,07 °C, ≤ 1,00 Mn, ≤ 1,00 Si, ≤ 0,023 P, ≤ 0,03 S,15.50~17.50Cr, 3.00~5.00Ni, 3.00~5.00Cu, 0.15~0.45Nb. Die wichtigsten Niederschlagshärtendelemente sind Kupfer und Niob, einige enthalten auch Aluminium und Titan.Der Verstärkungsprozess erfolgt durch Nutzung der Löslichkeit dieser Elemente.Wenn 17-4PH-Edelstahl auf die Austenittemperatur erhitzt wird, ist es aufgrund seiner höheren Löslichkeit in Austenit und niedrigerer Löslichkeit in Martensitbei Abkühlung bis zur Martensittemperatur eine übergesättigte martensitische Struktur mit Kupfer und Niob bildetMartensit selbst weist eine hohe Festigkeit und Zähigkeit auf und erreicht somit eine gewisse Stärkung.das in der Matrix gelöste übersättigte Kupfer und Niob ausfallenDaher können verschiedene Wärmebehandlungsprozesse verwendet werden, um unterschiedliche Leistungsanforderungen zu erfüllen.

1. Festlösungsbehandlung Festlösungsbehandlung ist ein wesentlicher Wärmebehandlungsprozess für 17-4PH-Stahl.Die Erhitzteperatur sollte dafür sorgen, dass Kohlenstoff und Legierungselemente im Stahl vollständig in Austenit aufgelöst werden.Die Ac1 von 17-4PH-Stahl beträgt etwa 670°C, die Ac3 etwa 740°C, die Ms etwa 80-140°C und die Mf etwa 32°C.Die Norm empfiehlt eine Behandlungstemperatur für feste Lösungen von 1020-1060°C.. Unterschiedliche Festlösungstemperaturen führen zu unterschiedlichen Mikrostrukturen und Eigenschaften.Untersucht wurden die Mikrostruktur und Eigenschaften von 17-4PH-Stahl bei unterschiedlichen Festlösungstemperaturen, wobei die Behandlungstemperaturen von 1000 ausgewählt werden,1040, und 1080°C. Die Studie ergab, dass nach einer 1040°C-Festlösungsbehandlung die Probenhärte am höchsten war.Austenit, das durch Erhitzen gewonnen wird, ist ungleichmäßig, und die aufgelösten Legierungskarbide sind minimal, was nach dem Abkühlen zu einer geringeren Martensithärte führt; wenn die Festlösungstemperatur hoch ist, werden die Körner einerseits gröber,und andererseits, lösen sich zu viele Legierungskarbide in Austenit auf, wodurch die Stabilität des Austenits erhöht und der Transformationspunkt des Martensites gesenkt wird.die Menge an Martensit nimmt nach dem Löschen ab, während die Menge an Restaustenit zunimmt, wodurch die Härte abnimmt.Auswirkungen auf die endgültige StärkungseffekteDaher ist es wichtig, die richtige Festlösungstemperatur auszuwählen, um die gewünschten Eigenschaften zu gewährleisten.Es kann bei Luftkühlung Martensit bilden.Um jedoch nach dem Temperen eine feinere Festlösung und eine bessere Stärkung sowie eine verbesserte Duktilität und Zähigkeit zu erzielen, wird in der eigentlichen Produktion üblicherweise Ölkühlung verwendet.Die Mikrostruktur nach Lösungsabwicklung besteht aus kohlenstoffarmen bainitischen Platten mit übersättigtem Kupfer und NiobManchmal kann es aufgrund unzureichender Löschung oder zu hoher Heiztemperaturen zu geringen Rückständen von Austenit und Ferrit kommen.

1Alterung von 17-4PH-Stahl: Die Alterung von 17-4PH-Stahl sollte anhand der erforderlichen Leistung, der Erhitzungstemperaturen und der Aufbewahrungszeiten bestimmt werden.Studien haben gezeigt, dass nach einer Lösungsabwicklung bei 1040°CBei 450°C bilden sich Kupfer- und Niobvorkommen; bei 470-480°C bilden sichdie Niederschläge sind fein und gleichmäßig in den Körnern verteiltWenn die Alterungstemperatur weiter steigt, sinken Härte und Festigkeit, während Zähigkeit und Zähigkeit zunehmen.Da die Veränderungen in Härte und Festigkeit ähnliche Muster folgen, Werkstücke mit spezifischen Anforderungen an Härte und Festigkeit sollten die Alterungstemperatur streng kontrollieren, um den Anforderungen der Verwendung gerecht zu werden.Das Verhältnis zwischen Festigkeit und Duktilität während des Alterungsprozesses von 17-4PH-Stahl ist ähnlich dem von 0°Cr15Ni5Cu2TiC-Rostfreiem mit NiederschlaghärtungDie Alterung von über 510°C in 17-4PH-Stahl wird als überaltert betrachtet.die Stoßfestigkeit des Materials verbessert sich allmählichUm eine ausreichende Niederschlagung der Niederschläge und eine wirksame Alterung zu gewährleisten, beträgt die Aufbewahrungszeit bei Alterungstemperatur in der Regel mindestens 4 Stunden, gefolgt von einer Luftkühlung.Unter der gleichen Alterungstemperatur, verschiedene Haltezeiten führen zu unterschiedlichen Endeigenschaften.Es kann festgestellt werden, daß mit zunehmender AufbewahrungszeitIn der frühen Phase der Alterung ist die Steigerung der Probenhärte relativ langsam; nach 6000 hDie Härte der Proben steigt schneller.■ Um 9000 h erreicht die Härte ihren maximalen Wert; danach beginnt die Härte mit zunehmender Alterung rasch abzunehmen.Eine detaillierte Studie über die Beziehung zwischen langfristiger Alterung und Zugfähigkeit von 17-4PH StahlDie Ergebnisse zeigen, daß nach einer langfristigen Alterung bei 350°C mit zunehmender Alterungszeit die Ausbeute und die Zugfestigkeit zunehmen, während die Reduzierungs- und Dehnungsraten abnehmen.die Bruchfläche ändert sich von feinen zuckenden Gruben zu groben zuckenden GrubenDie Studie ergab ferner, daß sich nach einer langfristigen Alterung die Mikrostruktur von 17-4PH-Stahl ändert, wobei der Spinodalzerfall an den Korngrenzen beginnt.und die herabgefallenen ε-Cu-Partikel allmählich größer werdenWenn sich die Alterungszeit verlängert, verschiebt sich der Spinodalzerfall allmählich von den Korngrenzen in die Korngrenzen.mit einer großen Anzahl orientierter feiner G-Phasen, die in der Matrix precipitiert sindBei der Untersuchung des Brüchigkeitsverhaltens von 17-4PH-Stahl bei langfristiger Alterung bei 350°C verwendeten Wang Jun et al. die oscillographische Schlagmethode.Die Schlagproben können verschiedene vorübergehende Informationen während der Energiezeit liefern., Belastungszeit und Ablenkungszeit der Probenanschlagfrakturen, die Einblicke in das Verformungs- und Bruchverhalten von Materialien unter dynamischen Belastungsbedingungen bieten.Die Ergebnisse zeigen, daß die Rissinitiationsenergie (Ei), Rissverbreitungsenergie (Ep), Gesamtstoßenergie (Et) und dynamische Bruchfestigkeit (KId) von 17-4PH-Stahl sinken mit der Verlängerung der langfristigen Alterungszeit bei 350 °C

1.3 Anpassungsbehandlung Die herkömmliche Wärmebehandlung von 17-4PH-Edelstahl ist Lösung + Alterung.Untersuchungen haben gezeigt, dass die Durchführung einer Anpassung vor der Alterung die mechanischen und korrosionsbeständigen Eigenschaften des Materials erheblich verändern kannDie Zweckbehandlung ist die Anpassung der Martensittransformationspunkte Ms und Mf des Stahls, daher wird sie auch als Phasentransformationsbehandlung bezeichnet.Nach Hinzufügung der Anpassung, bei gleicher Lösung und Alterungstemperaturen wird die Stoßfestigkeit des Materials um mehr als einfache erhöht und seine Korrosionsbeständigkeit wird ebenfalls deutlich verbessert.Yang Shiwei u. a.. chemische Eintauchen, Polarisierungskurven, zyklische Polarisierungskurven,und elektrochemische Impedanzmethoden zur Untersuchung der Korrosionsbeständigkeit von 17-4PH Stahl im künstlichen Meerwasser unter Bedingungen der direkten Alterung nach Lösung und Lösung + Anpassung + AlterungDie Studie zeigte, daß nach einer Anpassung und einer Alterung des 17-4PH-Edelstahls das Selbstkorrosionspotenzial und das Pitting-Korrosionspotenzial zunehmen.Während die jährliche Korrosionsrate abnimmtDer Grund dafür ist, daß der 17-4PH-Stahl nach einer Anpassungsbehandlung, gefolgt von einer Alterung, in einem sehr guten Zustand ist.es verhindert wirksam die Bildung von ChromarmenAußerdem wird die Martensitstruktur feiner und die Einheitlichkeit der Mikrostruktur des Materials verbessert.Die Mikrostrukturen nach Lösung und direkter Alterung, sowie Lösung + Anpassung + Alterung, sind in Abbildung 2 dargestellt.und klare OrientierungsbeziehungenIm Gegensatz dazu hat die Mikrostruktur nach Lösung und direkter Alterung grobe Martensitplatten mit zahlreichen weißen Niederschlägen, die entlang der Korngrenzen verteilt sind.die martensitische Struktur "erbt" die Eigenschaften einer FeinabgleichsbehandlungDie Korngrenzen sind in ein Netz verbunden, in dem sich die vorwiegend aus Martensit und Restaustenit bestehenden Körner befinden.Diese Art von Mikrostruktur ist mit der Produktion von mehr umgekehrter Transformation austenit in Stahl verbunden.

Viele Forscher haben auch die Auswirkungen der Anpassung von Behandlungszeit und Temperatur untersucht.Forschungsergebnisse zeigen, dass die Anpassung von Zeit und Temperatur die Morphologie der Mikrostruktur des Materials nicht signifikant beeinflusstMit zunehmender Anpassungszeit wird die martensitische Struktur jedoch feiner und gleichmäßiger; mit zunehmender Behandlungstemperatur steigt die Festigkeit des Materials allmählich.während die Zähigkeit und Zähigkeit allmählich abnehmenNach einer Anpassung bei 816°C nimmt die Festigkeit des Materials mit zunehmender Alterungstemperatur allmählich ab, während die Duktilität und Zähigkeit zunehmen.

2.17-4PH Wärmebehandlungsstärkungsmechanismus aus Edelstahl

Im Festlösungsprozess von 17-4PH martensitischem Edelstahl lösen sich Elemente wie Kupfer und Niob in den Austenitkörnern auf.Übersättigtes Kupfer und Niob-Martensit entstehenIm Alterungsprozess werden dann die übersättigten Kupfer- und Niobiumelemente aus den Körnern abgeschieden, was zu einer zweiten Stärkung der Matrix führt.Dies ist auch die primäre Verstärkungsmethode für 17-4PH Stahl.

Verschiedene Wärmebehandlungsprozesse können verschiedene Mikrostrukturen und Eigenschaften erzeugen, aber die Verstärkungsmechanismen sind alle gleich, was mit der Niederschlagung von Niederschlägen zusammenhängt.Verteilung von Niederschlägen wie ε-CuDie Ausgangsfestigkeit der durch Niederschlag gehärteten Legierungen wird durch die Wirkung der Verstärkungsphasen auf die Dislokationen bestimmt.Wenn die Verstärkungsphasenpartikel extrem fein und mit einer dichten Verteilung dispergiert sind, werden die Verlagerungsleitungen blockiert und nicht durch diese Partikel hindurchgehen können, wodurch die Ertragsfestigkeit der Legierung erhöht und letztendlich zu einer Zerbrechlichkeit führt.Wenn die Stärkungsphasenpartikel größer und dünn verteilt sind, können die Verlagerungen diese Verstärkungsphasenpartikel nach dem Owrrone-Mechanismus umgehen, wodurch eine Verstopfung der Verlagerungsleitung verhindert und die Ausbeutefestigkeit der Legierung verringert wird.in 17-4PH-Alter Stahl, wenn mehr Austenitkörner der umgekehrten Transformation vorhanden sind, sind die ε-Cu-Partikel im Austenit der umgekehrten Transformation feiner und dünner verteilt als die im Martensit,wenig oder gar keine Hindernisse für VerrutschungenIm Allgemeinen enthält 17-4PH-Stahl nach dem Abkühlen eine geringe Menge Rest austenit.die aus sehr feinen Partikeln besteht, die während der Härtung zum Kern der umgekehrten Transformation austenit werdenJe mehr Rest austenit in der Legierung vorhanden ist, desto mehr umgekehrte Transformation austenit wird während des Alterns erzeugt.wenn der Gehalt an Elementen, die die Bildung von Martensit fördern (z. B. C), in der Legierung reduziert wird, während der Gehalt an austenitstabilisierenden Elementen (z. B. N) zu hoch ist, wird nach dem Löschen mehr Rest austenit übrig bleiben,und eine umgekehrte Umwandlung austenit nach dem Härten bilden, wodurch die Ertragsfestigkeit der Legierung verringert wird; gleichzeitig, wenn die Alterungstemperatur steigt, beginnt sich das umgekehrte Transformationsaustenit zu bilden und zu wachsen,die zu einer Erhöhung der Menge an Rest austenit bei Raumtemperatur und zu einer Verringerung der Festigkeit führtDaher sind für Materialien mit FestigkeitsanforderungenEs ist notwendig, Wärmebehandlungsprozesse vernünftigerweise zu formulieren und die Menge an umgekehrter Transformation austenit in der Mikrostruktur streng zu kontrollieren. ε-Cu ist die Hauptstärkungsphase in 17-4PH-Stahl. In den letzten Jahren wurden mehr Forschungen über seine Morphologie durchgeführt.Während die inländische Forschung an der Harbin Turbine Factory gründlicher warEs wurde allgemein angenommen, dass "in allen Fällen ε-Cu kugelförmig ist". Die Forschung in der Harbin Turbine Factory ergab jedoch, dass ε-Cu-Phasen, die aus der martensitischen Matrix precipitiert werden, glatte kurze Stäbe sind, die sich in einer roten Form befinden.Während die aus Austenit (umgekehrter Transformations-Austenit) herabgefallenen Kugelformen aufweisenDies liegt daran, dass sowohl die Austenit- als auch die ε-Cu-Phasen gesichtszentrierte kubische Gitter haben und ihre Oberflächenenergie sehr gering ist, so dass die herabgefallenen ε-Cu-Phasen kugelförmig sind.hat ein mit dem Körper zentriertes kubisches Gitter, die sich signifikant vom gesichtszentrierten kubischen Gitter von ε-Cu-Phasen unterscheidet, was zu einer hohen Schnittstellenenergie führt, so dass die precipitierten ε-Cu-Phasen stangartigen Charakter haben.Außerdem untersuchte er die Morphologie der ε-Cu-Phasen in 17-4PH-Stahl., und sie fanden

Schlussfolgerung 3

Keramikgehärteter Edelstahl kombiniert die Vorteile hoher Festigkeit und hervorragender Korrosionsbeständigkeit.Die Korrosionsbeständigkeit hängt nicht nur von der chemischen Zusammensetzung ab, sondern auch von der WärmebehandlungDie Lösungstemperatur wird typischerweise auf 1040°C eingestellt; zu hohe oder zu niedrige Temperaturen können ihre Leistung beeinträchtigen.Die Alterung kann die mechanischen Eigenschaften verbessernAuf der Grundlage traditioneller Verfahren kann durch das Hinzufügen von Anpassungsbehandlungen die martensitische Matrixstruktur verfeinert und somit die Korrosionsbeständigkeit des Materials verbessert werden.

Die Forschung über die Verstärkungsmechanismen von 17-4PH-Edelstahl wurde sowohl im In- als auch im Ausland durchgeführt und hat einige Ergebnisse erzielt.Es wird allgemein angenommen, daß diese Mechanismen mit der Niederschlagung von ε-Cu zusammenhängen., und die Festigkeit des Materials wird durch den Zustand der Verstärkung im Verhältnis zu den Dislokationslinien bestimmt.die Wärmebehandlungsprozesse für 17-4PH-Stahl sind recht ausgereift, so daß in der tatsächlichen Produktion geeignete Wärmebehandlungsprozesse auf der Grundlage spezifischer Anwendungsbedingungen zur Erzielung der gewünschten Leistung ausgewählt werden können.