一、05Cr17Ni4Cu4Nb的用途
(一)航空航天领域
发动机部件
在航空发动机中,05Cr17Ni4Cu4Nb可用于制造一些非高温核心部件,如发动机的外部连接件、部分辅助系统的管路等。航空发动机工作环境复杂,需要承受振动、应力以及可能的腐蚀环境。这种材料的高强度和良好的耐腐蚀性使其能够在发动机的外部环境中稳定工作。例如,发动机外部的一些螺栓、螺母等连接件,采用05Cr17Ni4Cu4Nb制造,既能保证连接的紧固性,又能抵御航空环境中的水汽、盐分等可能的腐蚀因素。
对于航空航天飞行器的起落架部件,05Cr17Ni4Cu4Nb也有应用潜力。起落架在飞机起降过程中要承受巨大的冲击力和压力,05Cr17Ni4Cu4Nb的高强度和良好的韧性可以确保起落架在这种极端条件下不会发生断裂或变形。
05Cr17Ni4Cu4Nb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/572º F)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:05Cr17Ni4Cu4Nb
标准:GB/T 1220-1992
05Cr17Ni4Cu4Nb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。
05Cr17Ni4Cu4Nb化学成分:
碳 C :≤0.07
硅 Si:≤1.00
锰 Mn:≤1.00
硫 S :≤0.030
磷 P :≤0.035
铬 Cr:15.50~17.50
镍 Ni:3.00~5.00
铜 Cu:3.00~5.00
铌 Nb:0.15~0.45
05Cr17Ni4Cu4Nb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
05Cr17Ni4Cu4Nb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。
05Cr17Ni4Cu4Nb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。
(二)石油化工行业
阀门制造
在石油化工装置中,阀门是关键的控制部件。05Cr17Ni4Cu4Nb可用于制造各种阀门,如截止阀、球阀等。石油化工生产过程中,阀门要接触各种腐蚀性的介质,如原油中的硫化物、酸性物质以及化工生产中的各种酸碱溶液等。该材料的耐腐蚀性能够保证阀门在这种恶劣的化学环境下正常工作,防止阀门因腐蚀而泄漏。
化工管道的一些特殊部位,如弯头、三通等,也可以采用05Cr17Ni4Cu4Nb。这些部位在管道系统中承受着复杂的应力,同时要面对腐蚀性介质的侵蚀。05Cr17Ni4Cu4Nb的高强度和耐腐蚀性可以确保管道系统的安全运行。
(三)海洋工程领域
海水淡化设备
在海水淡化装置中,05Cr17Ni4Cu4Nb可用于制造蒸发器、冷凝器等关键部件。海水具有很强的腐蚀性,含有大量的盐分、微生物等。这种材料的耐腐蚀性能够抵御海水的侵蚀,同时其良好的热传导性能有助于提高海水淡化设备的效率。例如,在蒸发器中,05Cr17Ni4Cu4Nb制成的部件能够在高温、高盐度的海水环境下长期稳定工作,保证海水蒸发过程的顺利进行。
海洋平台的一些结构件,如栏杆、扶梯等也可采用05Cr17Ni4Cu4Nb。海洋平台处于海洋环境中,要遭受海水、海风、海洋微生物等的侵蚀,05Cr17Ni4Cu4Nb的耐腐蚀性可以延长这些结构件的使用寿命,减少维护成本。
二、05Cr17Ni4Cu4Nb的特性
(一)机械性能
高强度
05Cr17Ni4Cu4Nb通过沉淀硬化机制获得高强度。其化学成分中的铜(Cu)、铌(Nb)等元素在合适的热处理条件下形成沉淀相,这些沉淀相弥散分布在基体中,阻碍位错运动,从而提高材料的强度。在航空航天领域的发动机部件和起落架部件应用中,这种高强度能够满足承受巨大应力的要求;在石油化工行业的阀门和管道部件中,能够承受内部压力和外部应力。
良好的韧性
该材料在具有高强度的同时还具备良好的韧性。其微观结构中的相组成和分布使得它在受到冲击或复杂应力时能够通过自身的变形来吸收能量,而不是发生脆性断裂。在海洋工程领域,当海洋平台结构件受到海浪冲击或在石油化工管道受到意外撞击时,05Cr17Ni4Cu4Nb的韧性能够保证部件不会突然断裂。
适中的硬度
05Cr17Ni4Cu4Nb具有适中的硬度,这使得它在一些需要耐磨和耐磨损的应用场景中表现良好。例如在阀门的密封面部位,适中的硬度可以保证密封面在多次开闭操作过程中不会被过度磨损,从而保证阀门的密封性。
(二)化学性能
耐腐蚀性
铬(Cr)元素在05Cr17Ni4Cu4Nb中起到了关键的耐腐蚀性作用。铬在材料表面形成一层致密的氧化铬保护膜,能够有效抵抗各种腐蚀性介质的侵蚀。在石油化工行业中,能够抵抗原油中的硫化物、酸性物质以及化工生产中的酸碱溶液;在海洋工程领域,能够抵御海水的强腐蚀性,包括海水中的盐分、溶解氧等对材料的腐蚀。
抗应力腐蚀开裂能力
05Cr17Ni4Cu4Nb具有较好的抗应力腐蚀开裂能力。在存在应力和腐蚀介质的环境中,如石油化工管道在内部压力和腐蚀性介质共同作用下,或者海洋工程结构件在海水和应力的双重作用下,这种材料能够有效避免应力腐蚀开裂现象的发生,保证部件的安全性和可靠性。