15-5PH是一种马氏体沉淀硬化不锈钢

含碳(C)0.07,

15-5PH不锈钢

硅(Si)1.00,锰(Mn)1.00,

磷(P)0.040,

硫(S)0.030,

镍(Ni)3.50-5.50,

铬(Cr)14.00-15.50,

铜(Cu)2.50-4.50,

铌(Nb)0.15-0.45,

其他-.

机械性能

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抗拉强度σb(MN/m2) >=550

屈服强度σs(MN/m2) >=200

伸长率δ5（%）〉=40

收缩率ψ（%）〉=55

硬度 ：≤187HB;≤90HRB;≤200HV

如果用于700℃的高温，15-5PH 应该是可以胜任的，因为它既是奥氏体不锈钢，又是应用很广泛的奥氏体热强钢，不过最好不要超过750℃，其热处理为固溶处理，即加热至1000℃以上，保温一定时间 后水淬，再采用高于使用温度60~100℃做时效等。

15-5PH不锈钢(1)

。由于其拥有良好的可加工性和高强度，在大气环境下具有良好的耐腐蚀性，广泛应用于航空、航天的发动机零部件上。航空发动机安装系统具有承受发动机重量、传递发动机的推力到吊架以及承受侧向载荷等作用，运行时受到各种形式的载荷，发动机的轴向载荷通过机匣和转子轴承结构传递至发动机前部，再通过安装系统的推力拉杆传递至主安装节支座上，以确保发动机及飞机正常运行。该材料用于安装系统的推力拉杆，推力拉杆通过电子束焊接的方式将力传递至主安装节支座，推力拉杆受轴向往复拉压应力作用，易发生疲劳断裂。采用焊接结构替代螺栓连接可以减轻发动机的重量，同时还可以提高转子组件的刚性与强度。对于该类焊接零件，影响其疲劳性能的因素比较多，除了15-5PH材料本身的特性外，焊接方式、焊接接头结构、焊缝余高等也会对结构的疲劳性能带来影响，通过疲劳试验确定材料的疲劳寿命和断裂行为，为结构件使用寿命提供依据，指导材料加工工艺改进，对于15-5PH不锈钢焊接件进行疲劳考核具有十分重要的意义。

15-5PH是马氏体、析出硬化、铬镍铜不锈钢，具有很好的表面光滑性和尺寸稳定性。加工工艺性好，力学性能优良，耐一般腐蚀环境。早在九十年代中期开始推广该钢钟。

为达到上述目的，结合工况，选取推力拉杆用15-5PH不锈钢电子束焊接件作为疲劳性能研究对象，获得所需的疲劳性能参数和疲劳破坏模式，用于支撑后续分析。

1试验材料与方法

1.1试验材料和尺寸

试验用15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢化学成分如表1所示。试验件为弧形板状结构，采用电子束焊接方式焊接而成，其尺寸结构如图1所示，试样厚度为3 mm，焊缝宽度为5 mm。热处理状态为H1025，在常温下的拉伸性能为：屈服强度≤1130 MPa，抗拉强度≤1276 MPa，弹性模量为197 GPa。

1.2试验设备

试验采用100 kN Sicotec高频疲劳试验机，试验机动态载荷为±50 kN，静态载荷为±100 kN，通过共振方式加载。由于试验件为弧形板状结构，开发试验件夹具如图2所示。试验件两端均配有上下垫片。该夹具的主要作用是使试验器载荷通过试验件轴心，保持同心，且不在夹持端产生过大应力集中。