SUH630不锈钢的时效硬化动力学

　　SUH630沉淀硬化不锈钢技术报告

　　一、材料基础信息

　　1. 材料标准

　　日本标准：JIS G4311 (SUH630)

　　美国近似牌号：17-4PH (UNS S17400)

　　中国近似牌号：0Cr17Ni4Cu4Nb (GB/T 20878)

　　日本SUH630标准：JIS

　　材料号：SUH630沉淀硬化不锈钢

　　SUH630特性及应用：SUH630不锈钢

　　SUH630化学成分：

　　碳 C：≤0.08

　　硅 Si：≤1.00

　　锰 Mn：≤1.00

　　磷 P：≤0.045

　　硫 S：≤0.030

　　铬 Cr：15.0-17.0

　　钼 Mo：—

　　镍 Ni：3.0-5.0

　　铜 cu：3.0-5.0

　　铌 Nb：0.15-0.45

　　二、核心物理特性

　　1. 基本物理参数

　　密度：7.78 g/cm³

　　热膨胀系数：10.8×10⁻⁶/K (20-100℃)

　　导热系数：18.1 W/(m·K)

　　弹性模量：195 GPa

　　磁性：热处理后弱磁性

　　三、力学性能（不同热处理状态）

　　1. 典型力学性能

　　热处理状态硬度HRC抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)延伸率(%)冲击韧性(J/cm²)

　　固溶处理(A状态)≤35950-1050750-85015-2080-100

　　H90040-441300-14001150-130010-1230-40

　　H102536-401050-1200950-105012-1540-50

　　H115030-35850-950650-75015-1860-80

　　四、应用领域

　　1. 汽车工业

　　发动机部件：涡轮增压器轴、气门弹簧座

　　传动系统：高应力齿轮、传动轴

　　2. 电子工业

　　半导体设备：晶圆夹具、真空腔体

　　精密零件：连接器、微型轴承

　　3. 工业机械

　　模具制造：塑料模具、压铸模具

　　液压系统：高压泵体、阀芯

　　4. 特殊应用

　　3D打印：金属粉末床熔融成型

　　精密弹簧：高应力弹簧元件

　　五、热处理工艺

　　1. 标准热处理规范

　　工艺温度范围(℃)关键参数控制处理后性能

　　固溶处理1040-1080快速冷却(水淬或油淬)获得过饱和固溶体

　　时效处理H900480-500保温1-4h，空冷高强度状态

　　时效处理H1025550-580保温4h，空冷强度韧性平衡状态

　　时效处理H1150620-650保温4h，空冷高韧性状态

　　六、耐腐蚀性能

　　1. 腐蚀特性

　　耐点蚀当量PREN：18.3

　　盐雾测试：

　　1000h无红锈

　　特殊介质：

　　耐有机酸腐蚀性能优异

　　耐应力腐蚀开裂性能良好

　　2. 典型腐蚀数据

　　腐蚀环境腐蚀速率(mm/year)

　　5% NaCl溶液<0.0015

　　10% CH₃COOH0.02-0.05

　　人工汗液<0.0008

　　七、加工性能

　　1. 机加工特性

　　加工工艺难度系数推荐方案表面质量可达

　　车削★★★☆☆硬质合金刀具，Vc=90-130m/minRa1.6-3.2μm

　　铣削★★★☆☆涂层硬质合金刀具，Vc=110-160m/minRa0.8-1.6μm

　　磨削★★☆☆☆CBN砂轮，Vs=28-38m/sRa0.2-0.4μm

　　线切割★★☆☆☆脉冲宽度10-20μsRa0.4-0.8μm

　　八、焊接性能

　　1. 焊接特性

　　焊接方法：

　　推荐TIG焊(惰性气体钨极保护焊)

　　适用等离子焊

　　焊后处理：

　　必须进行焊后时效处理

　　推荐H1025状态

　　2. 焊接参数

　　参数TIG焊推荐值

　　电流70-140A (DCEN)

　　保护气体Ar+1-2%N₂

　　焊丝ER630或同成分焊丝

　　九、材料对比优势

　　特性SUH630SUS304SUS630SUS431

　　强度水平★★★★★★★☆☆☆★★★★☆★★★★☆

　　耐蚀性★★★★☆★★★☆☆★★★★☆★★☆☆☆

　　可焊性★★★☆☆★★★★★★★★☆☆★★☆☆☆

　　成本因素2.3倍1.0倍2.0倍1.7倍

　　十、典型应用案例

　　汽车工业：涡轮增压器轴(耐高温650℃)

　　电子设备：半导体晶圆夹具(高洁净度要求)

　　医疗器械：手术机器人部件(高精度要求)

　　模具制造：精密塑料模具(镜面抛光可达#10000)

　　十一、特殊处理技术

　　1. 表面强化工艺

　　等离子氮化：

　　温度：400-450℃

　　时间：6-10h

　　效果：表面硬度可达1200HV

　　2. 电化学处理

　　电解抛光：

　　电压：10-15V

　　电解液：磷酸+硫酸

　　效果：Ra可达0.05μm

　　十二、使用限制与注意事项

　　热处理限制：

　　避免在475℃脆性区间长期停留

　　时效温度偏差应控制在±3℃内

　　加工注意：

　　铣削时建议使用顺铣方式

　　钻孔时建议使用含钴钻头

　　环境限制：

　　不适用于强氧化性酸环境

　　硫化氢环境需谨慎使用

　　失效模式预警：

　　常见失效形式：氢脆(高强度状态下)

　　临界变形量：冷作变形量应<12%