13-8Mo 沉淀硬化不锈钢

描述

PH 13-8 Mo*不锈钢是一种马氏体沉淀/时效硬化不锈钢，具有高强度和硬度，以及良好的抗一般腐蚀和应力腐蚀开裂性能。此外，该合金在纵向和横向的大截面上均表现出良好的延展性和韧性。PH 13-8 Mo不锈钢的优异性能源于其对化学成分和微观结构的严格控制，以及减少杂质和偏析的特殊熔炼工艺。与其他铁基材料相比，该合金在恶劣的环境条件下仍具有高水平的实用机械性能。13-8

Mo不锈钢具有良好的加工特性，可通过一次低温处理实现时效硬化。时效前的冷加工会加速时效，尤其是在较低的时效温度下。

13-8 Mo 不锈钢已用于制造阀门部件、配件、冷镦和机加工紧固件、轴、起落架部件、销钉、锁紧垫圈、飞机部件、核反应堆部件以及需要抗应力腐蚀开裂的石化应用。一般而言，当要求钢材具有高强度、高韧性、耐腐蚀性和抗应力腐蚀开裂性，且方向性较小时，应考虑采用这种合金。

耐腐蚀

在 H 950 条件下，PH 13-8 Mo 不锈钢的抗锈蚀性能与 5% 重量盐雾中的 304 型不锈钢相似。在强氧化性和还原性酸以及大气暴露中，PH 13-8 Mo 不锈钢的一般抗腐蚀性能接近 304 型不锈钢。与其他沉淀硬化不锈钢一样，该合金的一般抗腐蚀水平在完全硬化状态下最高，并且随着时效温度的升高而略有下降。代表海洋环境的大量测试表明，该合金在锻造和焊接条件下都具有高水平的抗应力腐蚀开裂性能。为获得最佳抗应力腐蚀开裂性能，建议最低时效温度为 1000°F (538°C)。

为获得最佳抗腐蚀性能，表面必须无氧化皮和异物颗粒，并且成品零件应对其进行钝化处理。

高温使用

PH 13-8 Mo 不锈钢在高达约 1100°F 的温度下表现出优异的抗氧化性能。长期暴露于约 600-900°F（288-482°C）的温度下会导致沉淀硬化不锈钢的韧性降低。在某些情况下，通过提高时效温度可以最大限度地降低韧性的降低。可以考虑短时间暴露于高温，但最高温度至少比时效温度低 50°F（28°C）。

物理性能

• 密度： 0.28磅/立方英寸 [7.76 克/立方厘米]

• 电阻率： 72.0 欧姆·圆密耳/英尺 [119.5 微欧·厘米] (在 21°C)

• 磁导率： (H925 状态) 1.02 (在 21°C 和 100 Oersteds)

• 液相点： 1510°C

• 固相点： 1454°C

平均热膨胀系数

导热系数

弹性模量 (H1000 状态)

比热

热处理

PH 13-8 Mo 不锈钢的硬化方法是将固溶处理材料（条件 A）加热至 950°F 至 1150°F，保持 4 小时，然后空冷。各种热处理方法如下（注意，所有时间均为“在温度下”）：

条件 A（固溶处理或退火）：

加热至 1700°F +/-15°F（时间取决于截面尺寸），冷却至 60°F 以下，使材料完全转变为马氏体。通常建议在此温度下保温 1 小时。小于 36 平方英寸的截面可使用合适的液体淬火剂进行淬火；较大的截面应空冷。

条件 RH 950（沉淀硬化或时效硬化）：

将固溶处理材料冷处理至 -100°F，保持至少 2 小时。空冷至室温。此操作必须在固溶处理后 24 小时内完成。将冷处理材料加热至 950°F +/-10°F，保持 4 小时。空冷。

条件 H 950、H 1000、H 1050、H 1100、H 1150（沉淀或时效硬化）

在指定温度 +/-10°F 下加热固溶处理材料 4 小时。空气冷却。

条件 H 1159M（沉淀或时效硬化）

在 1400°F +/-10°F 下加热固溶处理材料 2 小时。空气冷却；然后在 1150°F +/-10°F 下处理 4 小时。空气冷却。

过时后的热处理

在 H 1150 和 H 1150M 过时条件下的 PH 13-8 Mo 不锈钢将不会对进一步的时效处理作出反应。因此，如果在任一条件下（用于锻造、最佳冷镦和机械加工）获得合金，则必须在这些操作之后和随后的时效之前在 1700°F 下进行固溶处理。

需要注意的是，H 1150 状态的硬度在固溶处理状态的硬度范围内；因此，硬度不能用于区分 H 1150 和固溶处理状态。

时效后的尺寸变化：

PH 13-8 Mo 不锈钢在时效过程中会发生可预测的尺寸变化。随着时效温度的升高，收缩量会增加

清洁

锻造和退火后的除氧化皮可以通过酸洗或喷砂处理来完成。酸处理包括在 180°F 的 50% 体积比盐酸中浸泡 2 分钟，然后在室温下在 15% 体积比硝酸和 3% 体积比氢氟酸的混合溶液中浸泡 4 分钟。在室温下用水冲洗并放入 20% 体积比硝酸中除垢。根据需要重复清洁程序，但将时间减少 50%（即分别为 1 分钟和 2 分钟）。可以通过抛光、蒸汽喷砂或酸洗去除老化产生的回火色，在 15% 体积比硝酸和 3% 体积比氢氟酸的混合溶液中浸泡 4 至 6 分钟，然后用水冲洗。如有必要，重复酸洗程序，但将时间减少 2 至 3 分钟。在室温下用 20% 体积比硝酸除垢。酸洗后，在 300/350°F 的温度下烘烤 1 至 3 小时以去除氢气

可加工性

热加工

PH 13-8 Mo不锈钢易于锻造、热镦和镦锻。热加工材料必须在硬化前进行固溶处理，以确保其对硬化有良好的响应。

锻造：锻造前，将材料均匀加热

至 2150/2200°F，并在此温度下保温 1 小时。锻造温度不得低于 1750°F。为获得最佳晶粒尺寸和机械性能，锻件应在空气中冷却至 60°F 后再进行进一步加工。锻件在淬火前必须进行固溶处理。

冷加工

PH 13-8 Mo 不锈钢可以通过冷加工制造，但受高初始屈服强度的限制。

切割

棒材和锻造坯料应采用锯切冷切工艺。砂轮切割可能会造成表面细小裂纹，尤其是在切割退火坯料时，应避免使用。

加工

PH 13-8 Mo 不锈钢可在固溶处理和各种时效硬化条件下进行加工。在 A 条件下，该合金在加工速度比 Custom 630 (17Cr-4Ni) 低 20% 至 30% 或比 302 和 304 不锈钢低 20% 至 30% 时，仍能保持良好的刀具寿命和表面光洁度。时效硬化后的可加工性会随着硬化温度的升高而提高。Conditon

H 1150M 可提供最佳的可加工性。采购 Conditon H 1150M 以获得最佳的可加工性后，只有通过固溶处理和在标准硬化温度下进行热处理才能获得更高的机械性能。

焊接

PH 13-8 Mo 不锈钢可采用惰性气体保护焊或电阻焊工艺进行焊接。当需要填充金属时，PH 13-8 焊接材料应能提供与母材性能相似的焊缝。设计焊接接头时，应注意避免应力集中，例如尖角、螺纹和部分熔透焊缝。当不需要高焊接强度时，应考虑使用标准奥氏体不锈钢填充材料，例如 E/ER308L。

通常，在固溶退火状态下焊接效果令人满意；但是，如果预计焊接应力较大，则在过时效状态 (H 1150) 焊接可能更有利。通常无需预热即可防止开裂。如果在固溶处理状态下焊接，合金可在焊接后直接时效至所需强度水平。然而，在时效前对焊接部件进行固溶处理，可以获得强度、延展性和耐腐蚀性的最佳组合。如果在超龄条件下焊接，则零件必须在老化之前进行固溶处理。

典型机械性能

典型纵向室温机械性能

中心或中间测试位置

典型横向室温机械性能

中心或中间测试位置