15-5PH（UNS S15500, XM-12）馬氏體沉淀硬化不銹鋼
15-5PH（UNS S15500, XM-12）馬氏體沉淀硬化不銹鋼
15-5PH
UNS S15500, XM-12, AMS5659, AMS 5658, ASTM A564, ASTM A693, ASTM A705
?
15-5PH是馬氏體沉淀硬化不銹鋼，具有高強(qiáng)度，高硬度和優(yōu)異的耐腐蝕性能，橫向韌度和延展性非常好，具有很高的可鍛性。15-5PH的加工性能和其他沉淀硬化不銹鋼相似，低溫?zé)崽幚砜梢徊降轿粚?shí)現(xiàn)時(shí)效硬化。該材料用于對(duì)橫向強(qiáng)度和韌度要求很高的零件，例如閥門零件，接頭，緊固件，軸，齒輪，化學(xué)處理設(shè)備，造紙廠設(shè)備，飛機(jī)零部件和核反應(yīng)堆零件。
?
在593°C以下的環(huán)境中，15-5PH表現(xiàn)出優(yōu)異的抗氧化能力。長(zhǎng)時(shí)間暴露在升溫環(huán)境中，沉淀硬化不銹鋼的韌度會(huì)有所下降。提供時(shí)效溫度，有時(shí)可以減小這種韌度的降低程度。如果最高溫度比時(shí)效溫度至少低28°C，材料是可以短時(shí)間暴露于這種高溫的。
?
化學(xué)成分
?碳 ? 0.07%以下
磷 ? 0.04%以下
硅 ? 1.00%以下
鎳 ? 3.50-5.50%
鈳+鉭 ?? 0.15-0.45%
錳 ? 1.00%以下
硫 ? 0.015%以下
鉻 ? 14.00-15.50%
銅 ? 2.50-4.50%
鐵 ? 余量
?
耐腐蝕性能
?
15-5PH的耐腐蝕性能和304不銹鋼相似。用551°C或更高的溫度硬化處理后，材料能夠很好地抵抗應(yīng)力腐蝕開裂。
?
硝酸良好硫酸有限磷酸有限乙酸一般氫氧化鈉一般鹽霧（NaCl）良好海水有限潮濕優(yōu)秀?
?
物理性質(zhì)
?
材料狀態(tài)比重密度A狀態(tài)7.750.2800 lb/in3H9007.800.2820 lb/in3H10757.810.2820 lb/in3H11507.820.2830 lb/in3?
?
平均比熱
32-212°F，狀態(tài)A：?????????? 0.1100 Btu/lb/°F
32-212°F，狀態(tài)H900：?? 0.1000 Btu/lb/°F
?
平均熱膨脹系數(shù)
?
導(dǎo)熱率
?
泊松比
?
彈性模量（E）
?
剛性模量（G）
?
電阻
?
機(jī)械性能
?
低溫機(jī)械性能
在低溫環(huán)境，15-5PH的延展性尚能維持在一個(gè)令人滿意的水平。時(shí)效溫度高一些，低溫性能則更好。H1150M狀態(tài)下低溫缺口韌度最好。
?
典型機(jī)械性能—縱向，中間位置
*H900的壓縮屈服強(qiáng)度是178ksi（1228MPa）
*15-5PH在高溫環(huán)境中的模量值可用室溫值的百分比來表示，例如
?
室溫機(jī)械性能—橫向，中間位置
?
室溫抗扭力性能
?
熱處理
?
通常15-5PH的供貨狀態(tài)為狀態(tài)A。狀態(tài)A可在482-621°C區(qū)間加熱1-4個(gè)小時(shí)，進(jìn)行固溶硬化，然后空冷。
?
固溶熱處理
在1038°C+/-14°C加熱1/2小時(shí)，冷卻至32°C，使材料完全轉(zhuǎn)換至馬氏體。橫截面小于76mm的材料可以油淬，大于76mm的材料需要迅速空冷。
?
固溶態(tài)材料韌度低，沖擊強(qiáng)度差，容易出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂，因此還需要做時(shí)效硬化處理。
?
硬化處理的尺寸變化
時(shí)效處理會(huì)改變尺寸。H900的熱處理，尺寸會(huì)收縮0.0004-0.0006in/in。在621°C進(jìn)行時(shí)效，尺寸收縮為0.0008-0.0010 in/in
?
時(shí)效
H900時(shí)效
在482°C加熱1個(gè)小時(shí)，然后空冷
?
H925, H1025, H1075, H1100, H1150
在相應(yīng)的溫度加熱4個(gè)小時(shí)，然后空冷
?
H1150M
在760°C+/-8°C加熱2個(gè)小時(shí)，空冷，然后再621°C+/-8°C加熱4個(gè)小時(shí)，空冷。
?
加工性能
?
熱加工
15-5PH可做鍛造，端頭透熱鍛和熱鐓鍛。熱加工過的材料需要先做固溶處理，然后再做硬化處理，這樣硬化的效果才好。
?
鍛造
均勻加熱至1177-1204°C，保溫一個(gè)小時(shí)，然后開始鍛造。溫度降到1010°C以下時(shí)應(yīng)停止鍛造。為獲取優(yōu)化的晶粒尺寸和機(jī)械性能，鍛造零件應(yīng)空冷至32°C，然后再進(jìn)行后續(xù)加工。鍛造零件應(yīng)先固溶后硬化處理。
?
機(jī)加
15-5PH的固溶態(tài)和各種時(shí)效硬化狀態(tài)的材料都可機(jī)加。固溶態(tài)材料機(jī)加性能和302及304不銹鋼相似。硬化溫度越高，機(jī)加性能越好。
H1150M具有優(yōu)化的機(jī)加性能，很適合加工。機(jī)加完成后進(jìn)行固溶和時(shí)效硬化處理，可以提高機(jī)械性能。
?
15-5PH的機(jī)加參數(shù)
?
鉆孔
?
螺紋板牙
??
銑端面
?
攻絲
?
拉孔
?
焊接
15-5PH可用屏蔽熔焊和電阻焊。不建議采用氧乙炔焊接，因?yàn)楹附訒r(shí)會(huì)出現(xiàn)碳增。如需使用填料，可用AWS E/ER630填料，使焊縫和基體性質(zhì)匹配。焊點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)避開應(yīng)力集中區(qū)域，例如尖角，螺紋和半滲透焊接點(diǎn)。如果焊接零件強(qiáng)度要求不高，可用標(biāo)準(zhǔn)的奧氏體不銹鋼填料，例如E/ER308L。
?
通常情況下用固溶態(tài)進(jìn)行焊接。如果預(yù)計(jì)焊接應(yīng)力很高，可用H1150做焊接。一般無需焊前預(yù)熱來防開裂。
?
固溶態(tài)材料焊接后可以直接時(shí)效處理得到需要的強(qiáng)度。但是，焊接零件先固溶后時(shí)效才能得到最佳的耐腐蝕性能。如果焊接的是過度時(shí)效狀態(tài)，焊接后必須先固溶后時(shí)效處理。
?
