Z7CNU15-05不锈钢化学成分与力学性能详解

　　Z7CNU15-05不锈钢（X5CrNiCu15-5 / 15-5PH）用途及特性详解

　　1. 基本介绍

　　Z7CNU15-05是法国标准（AFNOR）中的沉淀硬化不锈钢牌号，对应美国标准15-5PH（UNS S15500）和欧洲标准1.4545。该材料是17-4PH的改进型，通过调整成分（降低Cr、增加Ni）获得更好的韧性和耐蚀性。

　　Z7CNU15-05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

　　2. 核心特性

　　特性描述

　　超高强度时效后抗拉强度可达1380-1520MPa

　　优异韧性冲击韧性优于17-4PH约20-30%

　　耐蚀性耐点蚀当量PREN≈17.5

　　焊接性能焊后热处理敏感性低于17-4PH

　　低温性能-196℃仍保持良好韧性

　　3. 主要用途

　　航空航天：飞机起落架、发动机挂架

　　装备：导弹壳体、装甲部件

　　海洋工程：深海设备紧固件

　　能源设备：核电阀门、汽轮机叶片

　　精密仪器：高负荷轴承部件

　　4. 化学成分（典型值）

　　元素含量（wt%）作用

　　C≤0.07控制碳化物

　　Cr14.0-15.5耐蚀基础

　　Ni3.5-5.5奥氏体稳定化

　　Cu2.5-4.5沉淀强化

　　Nb0.15-0.45晶界强化

　　5. 热处理工艺

　　固溶处理（A状态）：

　　1040±15℃×1h→空冷

　　硬度≤302HB

　　时效强化：

　　H900：482℃×1h→空冷（高强度）

　　H1150：621℃×4h→空冷（佳韧性）

　　6. 力学性能对比（H900状态）

　　性能指标15-5PH17-4PH优势

　　抗拉强度(MPa)14501310+10.7%

　　屈服强度(MPa)13101180+11.0%

　　延伸率(%)1210+20%

　　夏比冲击(J)2718+50%

　　7. 特殊优势

　　抗应力腐蚀：在3.5%NaCl溶液中，应力腐蚀门槛值比17-4PH高35%

　　疲劳性能：10^7次循环疲劳强度达550MPa（17-4PH为480MPa）

　　机加工性：切削力比17-4PH低约15%

　　8. 典型应用案例

　　空客A350机翼铰链部件（替代17-4PH减重8%）

　　法国海军核潜艇推进轴系（耐海水腐蚀优化版）

　　ITER核聚变装置内构件（抗辐射优化处理）

　　9. 使用注意事项

　　加工建议：

　　粗加工在固溶态进行

　　精加工在时效后进行

　　焊接工艺：

　　推荐使用ERNiCr-3焊丝

　　需进行焊后时效处理

　　表面处理：

　　电解抛光可提高耐蚀性30%

　　氮化处理表面硬度可达1200HV