17-4PH 스테인레스 스틸 (ASTM) 은 국가 표준 05Cr17Ni4Cu4Nb에 해당하는 마르텐시트성 침체 경화 스테인레스 스틸입니다.이 유형의 스테인레스 스틸은 탄소 함량이 낮고 Ni와 Cr 함량이 높습니다.또한, 강철은 Cu 및 Nb와 같은 합금 원소의 수치를 더 높게 포함합니다.이 합금 원소는 ε-Cu와 같은 노화 경화 단계를 가속화 할 수 있습니다., NbC, 및 M23C6 열처리 과정에서 재료의 강도와 강도를 향상시킵니다. 이러한 장점으로 인해 17-4PH 마르텐시트성 침수 경화 스테인레스 스틸은 항공 분야에서 널리 사용됩니다.항공우주침착 경화 된 스테인레스 스틸의 기계적 특성은 열 처리 상태에 의해 크게 영향을 받는다.17-4PH 마르텐시트성 침수 경화 스테인리스 스틸의 전통적인 열처리 과정은 연료를 처리하고 노화를 포함합니다., 그것은 미세 구조를 조정하고 단계의 침착을 제어함으로써 강도, 경화 및 부식 저항을 향상시킵니다. 현재,17-4PH 스테인레스 스틸의 열 처리 프로세스에 대한 연구는 상당히 성숙합니다.이 문서에서는 다양한 열처리 과정의 성능과 메커니즘을 요약하고 간략하게 설명합니다.

17-4PH 스테인레스 스틸의 열처리

17-4PH 스테인리스 스틸의 마르텐사이트의 변환점은 실내 온도 이상입니다. 용액 처리 후 매트릭스 구조는 기본적으로 마르텐사이트 구조입니다.그리고 그 힘은 매우 높았습니다.용액 처리를 기반으로 다른 노화 처리가 재료의 강도를 향상시키고 다양한 생산 관행의 요구를 충족시킬 수 있습니다.

17-4PH 스테인레스 스틸의 화학적 성분 (물질 분량,%) 은: ≤0.07C, ≤1.00Mn,≤1.00Si, ≤0.023P, ≤0.03S,15.50~17.50Cr, 3.00~5.00Ni, 3.00~5.00Cu, 0.15~0.45Nb. 주요 침수 경화 원소는 구리 및 니오비아, 일부는 알루미늄 및 티타늄을 포함합니다.강화 과정은 이 원소들의 용해성을 활용하여 달성됩니다.17-4PH 스테인리스 스틸이 오스텐라이트 온도로 가열되면 오스텐라이트에 더 높은 용해성과 마르텐사이트에 더 낮은 용해성으로 인해마르텐시트 온도로 냉각되면 구리 및 니오비아와 초포화 마르텐시트 구조를 형성합니다.마르텐사이트 자체는 높은 강도와 강도를 가지고 있으며, 따라서 어느 정도의 강화를 달성합니다.매트릭스에 녹아있는 초포화 된 구리와 니오 비움은 퇴출됩니다.따라서 다양한 성능 요구 사항을 충족시키기 위해 다른 열 처리 과정을 사용할 수 있습니다.

1고체 용액 처리 고체 용액 처리 는 17-4PH 강철의 필수 열 처리 과정 이다. 고체 용액 처리 동안,가열 온도는 철강의 탄소와 합금 요소가 아우스테니트로 완전히 녹는 것을 보장해야합니다.17-4PH 강철의 Ac1은 약 670°C, Ac3는 약 740°C, Ms는 80-140°C, Mf는 약 32°C입니다.표준은 1020~1060°C의 고체 용액 처리 온도를 권장합니다.다른 고체 용액 온도는 다른 미세 구조와 특성을 초래합니다.다양한 고체 용액 온도에서 17-4PH 강철의 미세 구조와 특성을 연구했습니다., 1000의 처리 온도를 선택1040이 연구 결과, 1040°C의 고체 용액 처리 후, 표본의 경도는 가장 높았습니다.가열로 얻은 아우스테니트는 불규칙합니다., 그리고 용해 된 합금 탄화물은 최소화되어 진열 후 마르텐사이트 경도가 낮아집니다. 고체 용액 온도가 높을 때, 한편으로는 곡물이 거칠어집니다.그리고 다른 한편으로는, 너무 많은 합금 탄화물은 아우스테나이트로 녹아, 아우스테나이트의 안정성을 높이고 마르텐사이트 변환점을 낮추는 결과,마르텐사이트의 양은 소화 후 감소합니다.또한, 과도하게 높은 난방 온도는 고체 용액 구조에 더 높은 페리트 함량을 가져올 수 있습니다.최종 강화 효과에 영향을 미치는따라서 원하는 특성을 보장하기 위해 적절한 고체 용액 온도를 선택하는 것이 중요합니다.공기 냉각 때 마르텐시트를 형성 할 수 있습니다.그러나, 탄압 후 더 얇은 고체 용액과 더 나은 강화 효과, 그리고 더 나은 유연성과 강도를 얻기 위해, 기름 냉각은 실제 생산에서 일반적으로 사용됩니다.용액 처리 후 미세 구조는 초 포화 된 구리 및 니오 비움을 포함하는 저 탄소 바이니틱 판으로 구성됩니다.때로는 불충분한 소화 또는 과도하게 높은 난방 온도 때문에 소량의 잔류 아우스테니트와 페리트가있을 수 있습니다.

117-4PH 스틸의 노화 치료: 17-4PH 스틸의 노화 치료는 요구 된 성능에 따라 결정되어야하며, 가열 온도와 유지 시간을 지정해야합니다.연구 결과에 따르면 1040°C의 용액 처리 후, 노화 온도가 증가함에 따라 마르텐시트 구조는 완화되고 침착물이 지속적으로 형성됩니다. 450 ° C에서 구리 및 니오비아의 침착물이 형성되기 시작합니다. 470-480 ° C에,침착물은 얇고 곡물 내에 균일하게 분포되어 있습니다.노화 온도가 계속 상승함에 따라 강도와 강도는 감소하고 유연성과 강도는 증가합니다.강도와 강도의 변화는 비슷한 패턴을 따르기 때문에, 경화와 강도에 대한 특별한 요구 사항이있는 작업 조각은 사용 요구 사항을 충족시키기 위해 노화 온도를 엄격히 제어해야합니다.17-4PH 스틸의 노화 과정에서 강도와 유연성 사이의 관계는 0 °Cr15Ni5Cu2TiC 침수 경화 스테인리스와 비슷합니다.17-4PH 강철의 510°C 이상 노화는 노화 이상으로 간주됩니다. Hou Kai et al.는 노화 이상 조건에서 17-4PH 강철의 충격 강도를 연구하여 노화 온도가 증가함에 따라 노화 온도가 증가함에 따라 노화 온도가 증가한다는 것을 발견했습니다.재료의 충격 강도는 점차 향상됩니다.침착물의 적절한 침착과 효과적인 노화를 보장하기 위해 노화 온도에서 유지 시간은 일반적으로 4 시간 이상이며, 그 다음으로 공기 냉각이 필요합니다.같은 노화 온도 아래에서각기 다른 유지 시간이 다른 최종 특성을 가져옵니다. 그림 1은 17-4PH 강철의 경화 곡선을 350°C 노화 온도에서 시간이 지남에 따라 보여줍니다.유지 시간이 증가함에 따라, 샘플의 경도는 지속적으로 증가합니다. 노화 치료의 초기 단계에서 샘플의 경도는 상대적으로 느립니다.샘플의 경도는 더 빠르게 증가합니다.9,000 h 정도면 경도는 최대값에 도달합니다. 그 후 노화 시간이 길어지면 경도는 급격히 감소하기 시작합니다.17-4PH 강철의 장기 노화 및 팽창 특성 사이의 관계에 대한 상세한 연구를 수행그 결과, 350°C에서 장기간 노화 후, 노화 시간이 증가함에 따라, 양력 강도와 팽창 강도는 증가하고, 감소 및 연장율은 감소합니다.골절 표면은 얇은 융통성 구멍에서 거친 융통성 구멍으로 변합니다.연구 결과 또한 장기간 노화 후 17-4PH 강철의 미세 구조가 변하고, 곡물 경계에서 스피노달 분해가 시작된다는 것을 발견했습니다.그리고 그 분해된 ε-Cu 입자는 점차 커지고, 소량의 역 변환 아우스테니트와 함께 노화 시간이 길어짐에 따라 스피노달 분해는 곡물 경계에서 곡물 내부로 점차 이동합니다.매트릭스에 많은 양의 지향된 미세한 G 단계가 침착되어 있습니다., 그리고 매트릭스 구조는 bainitic 남아있다. Wang Jun et al. 오실로그래픽 충격 방법을 사용하여 350 ° C에서 장기적인 노화 하에서 17-4PH 강철의 부러움 행동을 연구.오실로그래픽 충격 테스트는 에너지 시간 동안 다양한 일시적인 정보를 제공 할 수 있습니다., 로드 시간, 그리고 굴절 시간 샘플 충격 파열 단계, 동적 로딩 조건 하에 재료의 변형 및 파열 행동에 대한 통찰력을 제공.그 결과, 균열 시작 에너지 (Ei) 는, 균열 전파 에너지 (Ep), 총 충격 에너지 (Et) 및 17-4PH 강철의 동적 분쇄 강도 (KId) 는 350 °C에서 장기 노화 시간에 연장됨에 따라 감소합니다.

1.3 조정 처리 17-4PH 스테인레스 스틸의 일반적인 열 처리 방식은 용액 + 노화입니다.연구 결과에 따르면 노화 전에 조정 처리를 수행하면 재료의 기계적 특성과 퇴색 저항성을 크게 변화시킬 수 있습니다.조정 처리의 목적은 강철의 마르텐사이트 변환점 Ms 및 Mf을 조정하는 것입니다. 따라서 단계 변환 처리라고도 불립니다.조정 처리를 추가 한 후, 같은 용액과 노화 온도에서 재료의 충격 강도는 1배 이상 증가하고, 부식 저항성 또한 크게 향상됩니다.양 시웨이 등화학 침수, 양극화 곡선, 순환 양극화 곡선,및 전기 화학적 임피던스 방법 17-4PH 강철의 퇴색 저항을 연구 하는 인공 바닷물 상태에서 직접 노화 후 용액 및 용액 + 조정 + 노화연구 결과 17-4PH 스테인레스 스틸이 조정 처리 후 노화 후 자체 경화 잠재력과 뚫림 경화 잠재력이 증가한다는 것을 보여주었습니다.연간 부식율이 감소하는 동안17-4PH 강철은 고령화 후 조정 처리 과정을 거쳐 고령화그것은 효과적으로 크롬이 부족한 영역의 형성을 방지합니다.또한, 마르텐사이트 구조는 더 얇아지고, 재료의 미세 구조의 균일성을 향상시킵니다.용액 및 직접 노화 후 미세 구조, 그리고 용액 + 조정 + 노화, 그림 2에서 나타납니다. 조정 처리 후 미세 구조가 더 명확한 곡물 경계를 가지고 있음을 볼 수 있습니다.그리고 명확한 방향 관계대조적으로, 미세 구조는 용액과 직접 노화 후 곡물 경계선을 따라 분포 된 많은 흰 침착물이있는 거친 마르텐사이트 판을 가지고 있습니다. 조정 처리 후,마르텐시트 구조는 정밀 조정 처리 특성을 "유산"합니다.곡물 경계는 네트워크로 연결되어 있으며, 주로 마르텐사이트와 잔류 아우스테니트로 구성된 곡물이 그 안에 포착됩니다.이 종류의 미세 구조는 철강에서 더 역 변환 오스텐이트의 생산과 관련이 있습니다.

많은 연구원 들 은 치료 시간 과 온도 를 조정 하는 것 의 효과 를 연구 하였다.연구 결과는 시간과 온도를 조정하는 것이 물질 미세 구조의 형태에 크게 영향을 미치지 않는다는 것을 보여줍니다.그러나 조정 시간이 증가함에 따라 마르텐시트 구조는 더 얇고 균일해집니다. 처리 온도가 증가함에 따라 재료의 강도는 점차 증가합니다.융통성과 강도는 점차 감소합니다.816°C의 조정 처리 후, 노화 온도가 상승함에 따라 재료의 강도는 점차 감소하고, 유연성과 강도는 점차 증가합니다.

2.17-4PH 스테인리스 스틸 열 처리 강화 메커니즘

17-4PH 마르텐시트성 스테인리스 스틸의 고체 용액 공정에서 구리 및 니오 비움과 같은 원소는 아우스테니트 곡물로 녹습니다.초포화 된 구리 및 니오비움 마르텐시트가 형성됩니다.그 후, 노화 과정에서 초포화 된 구리 및 니오비아 원소들이 곡물로부터 침착하여 매트릭스의 두 번째 강화로 이어집니다.이 또한 17-4PH 강철의 주요 강화 방법.

다른 열 처리 과정이 다른 미세 구조와 특성을 생성 할 수 있지만 강화 메커니즘은 모두 동일하며 이는 침착물의 침착과 관련이 있습니다.ε-Cu와 같은 침착물의 분포, NbC, 및 M23C6는 서로 다른 물질 특성을 초래합니다. 침착 경화 합금의 양력 강도는 강화 단계가 부착에 미치는 영향에 의해 결정됩니다.강화 단계 입자가 매우 얇고 밀도가 높은 분포로 흩어져있을 때, 굴절 라인은 차단되어 이러한 입자를 통과 할 수 없게됩니다. 따라서 합금의 양력 강도를 증가시키고 궁극적으로 깨지기까지합니다.강화 단계 입자가 더 크고 희미하게 분포할 때, 굴절은 Owrrone 메커니즘에 따라 이러한 강화 단계 입자를 우회하여 굴절 라인 막힘을 방지하고 합금의 양력 강도를 감소시킬 수 있습니다.연령 17-4PH의 강철, 역 변환 아우스테니트 곡물이 더 많을 때 역 변환 아우스테니트의 ε-Cu 입자는 마르텐사이트 입자보다 더 얇고 희미하게 분포합니다.부진을 거의 방해하지 않거나 방해하지 않습니다.일반적으로 17-4PH 강철은 진열 후 소량의 잔류 아우스테니트를 가지고 있습니다.매우 얇은 입자로 구성되어 있으며, 템퍼링 과정에서 역 변환 오스텐이트의 핵이됩니다.따라서 합금에 잔류 아우스테니트가 많을수록 노화 과정에서 역 변환 아우스테니트가 생성됩니다. 따라서,금속의 마르텐시트 형성을 촉진하는 원소 (C와 같이) 의 함량이 감소하면, 오스텐라이트를 안정시키는 원소 (N와 같은) 의 함량이 너무 높을 때, 더 많은 잔류 오스텐라이트가 소화 후 남아있을 것입니다.그리고 더 역변화 오스텐이트는 템퍼링 후에 형성됩니다, 따라서 합금의 양력 강도를 감소시킵니다. 동시에 노화 온도가 증가함에 따라 역 변환 아우스테니트가 형성되고 성장하기 시작합니다.방 온도에서 잔류 아우스테니트 양을 증가시키고 강도를 감소시키는따라서 강도 요구 사항이있는 재료의 경우합리적으로 열처리 프로세스를 구성하고 미세 구조에서 역 변환 아우스테니트의 양을 엄격하게 제어해야합니다.ε-Cu 는 17-4PH 철강의 주요 강화 단계입니다. 최근 몇 년 동안 그 형태에 대한 더 많은 연구가 수행되었습니다. 외국에서는 더 일찍 시작되었습니다.하르빈 터빈 공장의 국내 연구는 더 철저했습니다.일반적으로 "모든 경우 ε-Cu는 구형"이라고 믿었습니다. 그러나 하빈 터빈 공장에서의 연구는 마르텐시트 매트릭스에서 침착 된 ε-Cu 단계가 부드러운 짧은 막대이며,오스텐타이트 (반복 변환 오스텐타이트) 에서 추출된 것들은 구형이다.이것은 오스텐라이트와 ε-Cu 양면 모두 얼굴 중심의 큐브적 격자들로 구성되어 있고, 그 인터페이스 에너지가 매우 낮기 때문에 침착 ε-Cu 양면은 구형이다. 그러나 마르텐사이트는몸 중심의 큐브적 격자, 이는 ε-Cu 단계의 표면 중심의 큐브 격자와 크게 다르므로 높은 인터페이스 에너지가 발생하므로 침착 ε-Cu 단계는 막대 모양입니다. 장 홍빈 et al.또한 17-4PH 강철의 ε-Cu 단계의 형태를 연구했습니다.그리고 그들은

결론 3

세라믹 강제 스테인레스 스틸은 높은 강도와 뛰어난 부식 저항성의 장점을 결합합니다.그 부식 저항력 은 그 화학적 성분 과 관련 이 있을 뿐 아니라 열 처리 와도 관련 이 있다용액 온도는 일반적으로 1040°C로 설정되며 너무 높거나 너무 낮은 온도는 성능에 영향을 줄 수 있습니다.노화 치료 는 전체적 인 기계적 특성 을 향상 시킬 수 있다전통적인 공정의 기초에 따라 조정 처리를 추가하면 마르텐시트 매트릭스 구조를 정제하여 재료의 부식 저항성을 향상시킬 수 있습니다.

17-4PH 스테인레스 스틸의 강화 메커니즘에 대한 연구는 국내외적으로 수행되어 몇 가지 결과를 얻었습니다.일반적으로 이러한 메커니즘은 ε-Cu의 침착과 관련이 있다고 믿어집니다., 물질의 강도는 굴절 선에 대한 강화 상태에 의해 결정됩니다. 그러나 ε-Cu의 형태 분석은 다릅니다. 전반적으로,17-4PH 철강의 열처리 과정은 상당히 성숙해졌습니다., 원하는 성능을 달성하기 위해 특정 응용 조건에 따라 실제 생산에서 적절한 열 처리 프로세스를 선택할 수 있습니다.