一、0Cr15Ni5Cu3Nb的用途
0Cr15Ni5Cu3Nb是由铜、铌/钶构成的沉淀、硬化、马氏体不锈钢。这个等级具有高强度、硬度(高达300º C/572ºF)和抗腐蚀等特性。经过热处理后,产品的机械性能更加完善,可以达到高达1100-1300 mpa (160-190 ksi)的耐压强度。
材料名称:不锈钢棒
牌号:0Cr15Ni5Cu3Nb
标准:GB/T 1220-2007
0Cr15Ni5Cu3Nb特性及适用范围:
添加铜的沉淀硬化型钢种。用于制造轴类、汽轮机部件。
0Cr15Ni5Cu3Nb化学成分:
碳 C:≤0.07
锰 Mn:≤1.00
硅 Si:≤1.00
铬 Cr:13.0~15.5
镍 Ni②:3.5~5.5
磷 P:≤0.04
硫 S:≤0.03
铜 Cu:2.5~4.5
铌+钽 Nb+Ta:0.15~0.45
0Cr15Ni5Cu3Nb力学性能:
抗拉强度 σb (MPa):480℃时效,≥1310; 550℃时效,≥1060; 580℃时效,≥1000;620℃时效,≥930
条件屈服强度 σ0.2(MPa):480℃时效,≥1180;550℃时效,≥1000;580℃时效,≥865;620℃时效,≥725
伸长率 δ5 :480℃时效,≥10;550℃时效,≥12;580℃时效,≥13;620℃时效,≥16
断面收缩率 ψ :480℃时效,≥40;550℃时效,≥45;580℃时效,≥45;620℃时效,≥50
硬度 :固溶,≤363HB和≤38HRC;480℃时效,≥375HB和≥40HRC;550℃时效,≥331HB和≥35HRC;580℃时效,≥302HB和≥31HRC;620℃时效,≥277HB和≥28HRC
0Cr15Ni5Cu3Nb热处理规范及金相组织:
热处理规范:1)固溶1020~1060℃快冷;2)480℃时效,经固溶处理后,470~490℃空冷;3)550℃时效,经固溶处理后,540~560℃空冷;4)580℃时效,经固溶处理后,570~590℃空冷;5)620℃时效,经固溶处理后,610~630℃空冷。
金相组织:组织特征为沉淀硬化型。
交货状态:一般以热处理状态交货,其热处理种类在合同中注明;未注明者,按不热处理状态交货。
(一)航空航天领域
起落架部件
起落架在飞机起降过程中承受巨大的冲击载荷和静态载荷。0Cr15Ni5Cu3Nb的高强度和良好的韧性使其成为制造起落架关键部件,如起落架支柱、轮轴等的理想材料。在着陆瞬间,起落架支柱需要承受飞机的重量以及冲击力,0Cr15Ni5Cu3Nb能够确保支柱不会发生变形或断裂,保障飞机安全降落。
发动机附件
航空发动机的一些附件,如燃油管路连接件、小型支撑结构等,可采用0Cr15Ni5Cu3Nb。发动机周围环境复杂,存在高温、振动和燃油等腐蚀性介质。该材料的耐腐蚀性和在一定温度下的稳定性能,能够保证这些附件在发动机运行过程中的可靠性,防止因腐蚀或高温变形而导致故障。
(二)能源电力行业
汽轮机叶片
在火力发电的汽轮机中,叶片需要承受高温蒸汽的冲刷和巨大的离心力。0Cr15Ni5Cu3Nb的高温强度和耐腐蚀性能够满足汽轮机叶片的工作要求。它可以在高温、高压的蒸汽环境下长时间稳定工作,减少叶片的腐蚀和磨损,提高汽轮机的发电效率和使用寿命。
核反应堆内部结构件
在核反应堆中,部分内部结构件需要在高温、高压、强辐射和腐蚀性冷却剂的环境下工作。0Cr15Ni5Cu3Nb的耐腐蚀性、良好的力学性能以及在一定程度上对辐射的耐受性(通过合理的设计和防护措施配合),使其可用于制造一些非核心但重要的内部结构件,如支撑结构、管道连接件等,确保核反应堆的安全稳定运行。
(三)精密机械制造领域
高精度模具
对于制造一些高精度、复杂形状的模具,0Cr15Ni5Cu3Nb是一种可选材料。模具在成型过程中需要承受反复的压力和脱模力,并且要求尺寸精度高、表面质量好。该材料的高强度和良好的加工性能,能够制造出满足精度要求的模具,并且在长期使用过程中保持形状和尺寸的稳定。
精密仪器零件
在一些精密仪器,如光学仪器、航空航天测量仪器等的零件制造中,0Cr15Ni5Cu3Nb可用于制造承受一定载荷且需要良好稳定性的零件,如仪器的框架、支撑结构等。其材料特性能够保证零件在不同环境条件下的精度和可靠性。
二、0Cr15Ni5Cu3Nb的特性
(一)力学特性
高强度
0Cr15Ni5Cu3Nb具有较高的屈服强度和抗拉强度。在航空航天领域,能够承受飞机起落架的巨大载荷;在能源电力行业,满足汽轮机叶片所受的离心力和压力;在精密机械制造领域,可抵抗模具成型时的压力和精密仪器零件所受的外力。例如,在起落架轮轴制造中,其高强度确保轮轴在承受飞机重量和地面摩擦力时不发生变形。
良好的韧性
该材料的韧性较好,在受到冲击载荷时不容易发生脆性断裂。在航空航天的起落架部件和精密仪器零件中,这种韧性可以保证部件在意外的冲击情况下(如飞机着陆时的冲击、精密仪器的意外碰撞等)保持完好,继续正常工作。
(二)化学特性
耐腐蚀性
0Cr15Ni5Cu3Nb具有出色的耐腐蚀性,能够抵抗多种腐蚀性介质的侵蚀。在航空发动机附件中,可抵御燃油等腐蚀性物质;在能源电力行业,能抵抗汽轮机中蒸汽所含杂质的腐蚀以及核反应堆冷却剂的腐蚀;在精密机械制造领域,防止精密仪器零件受到周围环境中的腐蚀因素影响。例如,在汽轮机叶片中,可有效抵御蒸汽中的腐蚀性成分对叶片的腐蚀。
抗氧化性
在高温环境下,0Cr15Ni5Cu3Nb表现出良好的抗氧化性。在汽轮机叶片和航空发动机附件等高温工作环境中,材料表面不易被氧化,从而保证了部件的性能和使用寿命。
(三)物理特性
低膨胀系数
该材料具有较低的膨胀系数,在温度变化时尺寸变化较小。在精密机械制造中,如精密仪器零件和高精度模具,低膨胀系数有助于在温度变化时保持尺寸的稳定,提高加工精度和使用精度。
良好的加工性能
0Cr15Ni5Cu3Nb具有良好的加工性能,可以通过锻造、轧制、机加工、焊接等多种工艺进行制造。在航空航天、能源电力和精密机械制造等行业的部件制造中,良好的加工性能有利于提高生产效率和产品质量。