0Cr15Ni5Cu2Ti（05Cr15Ni5Cu2Ti / 15-5PH）全面技术资料


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牌号澄清：0Cr15Ni5Cu2Ti
为 GB 旧写法，现行GB/T 20878 / GJB 8268-2014
对应正式牌号05Cr15Ni5Cu2Ti，ISC 编号S47410，归类马氏体沉淀硬化不锈钢，对标美标ASTM A564 Type 15-5PH（UNS S17400）、法标Z6CNU15-5。它是17-4PH（0Cr17Ni4Cu4Nb）的改型——降 Cr 到 13.5–15、降 Cu 到 ~2、升 Ni、用Ti 代替 Nb
作沉淀相形成元素，换来比 17-4PH 更好的横向韧性、更均匀的各向同性，是航空级沉淀硬化不锈钢的主力牌号之一。

一、化学成分（质量分数，GJB 8268-2014 / Y.J0060）

元素

C

Si

Mn

P

S

Cr

Ni

Cu

Mo

Ti

棒材范围

≤0.08

≤0.70

≤1.00

≤0.020

≤0.018

13.5–14.8

4.8–5.8

1.75–2.50

≤0.30

0.03–0.15

板材范围

≤0.08

≤0.70

≤1.00

≤0.020

≤0.018

14.0–15.0

4.7–5.7

1.75–2.50

0.15–0.30

成分设计逻辑：


  • C ≤0.08%：低碳马氏体基底，保焊接性与韧性，避免高 C 脆化

  • Cr 13.5–15%：钝化膜主体，耐蚀性接近 304 水平，比 17-4PH（Cr17）略降但仍够航空/海洋工况

  • Ni 4.8–5.8%：稳定奥氏体→马氏体相变，调控 Ms 点，提升低温韧性

  • Cu 1.75–2.5%：沉淀硬化核心元素，时效析出ε-Cu 纳米相产生主要强化

  • Ti 0.03–0.15%（棒）/0.15–0.30%（板）：形成Ni₃Ti
    协同强化，同时固定 C 防 M₂₃C₆ 晶间析出，代替 17-4PH 里的 Nb

  • Mo ≤0.30%（棒材允许）：微量补淬透性与耐点蚀

与 17-4PH 的关键差别：Cr 从 17→15、Cu 从 4→2.5、Nb 换成 Ti——结果是横向力学性能更匀、韧性更好、大锻件各向同性优于 17-4PH，但峰值强度略低于 17-4PH 高 Cu 版。

二、供应形式（线材 / 锻件 / 板材 / 圆钢）

05Cr15Ni5Cu2Ti 以航空级棒材规范 GJB 8268
为主轴，延伸多形态：


  • 圆钢 / 棒材：热轧按 GB/T 702 II 组、锻制按 GB/T 908 II 组、冷拉按 GB/T 905 11 级、银亮钢按 GB/T 3207 11 级；直径覆盖 Φ2–250 mm，小规格可做冷拉+银亮

  • 锻件：台阶轴、机匣环件、安装边、承力框架等大锻件，多按图纸订制，必须经多向镦拔+均匀化才能发挥 Ti 改型的各向同性优势

  • 板材：热轧 5–60 mm、冷轧薄板 0.8–4 mm，Y.J0061 板材成分单独列（Cr 14–15、Ti 0.15–0.30%），用于燃烧室机匣、壳体

  • 线材 / 盘条：Φ0.2–20 mm，盘卷或直条，用于航空紧固件、销、轴类冷镦

  • 交货状态：多以固溶态（~30–35 HRC）或退火态（棒材 ≤360 HBW）交货，机加工后再做时效；也可按合同做"固溶+时效"全处理后交货

三、热处理工艺（沉淀硬化钢的灵魂）

05Cr15Ni5Cu2Ti 的性能全靠"固溶软化 → 马氏体相变 → 时效析出 ε-Cu + Ni₃Ti"
这条链释放，是典型的三段式（可加深冷）。

1. 固溶处理（软化 + 均质）


  • 950–1000 ℃ × 0.5–1 h，空冷（大件可油冷防表面氧化）

  • 目的：把 Cu、Ti 等强化元素全溶入奥氏体，空冷后得低碳马氏体 + 少量残余奥氏体，硬度~30–35 HRC，便于机加工

2. 可选深冷（航标/高精度件附加）


  • -70 ±5 ℃ × 2 h，空冷回温

  • 转化残余奥氏体为马氏体，提升尺寸稳定性与后续时效硬度上限；GJB 8268 典型流程里会插这一道

3. 时效处理（三档可调，按强度/韧性取舍）

时效代号

温度 × 时间

抗拉 Rm (MPa)

屈服 Rp0.2 (MPa)

伸长 δ (%)

硬度 (HRC)

H900

480 ℃ × 1–4 h 空冷

≥1310

≥1170

≥10

40–44

H1025

550 ℃ × 4 h 空冷

≥1060

≥1000

≥12

35–39

H1150

620 ℃ × 4 h 空冷

≥930

≥860

≥16

28–32


GJB 8268 航标还给出一种复合循环：950–1000℃ 空冷 → 650℃ × 1–3 h 空冷 → 二次 950–1000℃ 空冷 → -70℃ × 2 h → 425–450℃ × 1–3 h 空冷，目标是兼顾横向韧性与抗应力腐蚀，用于关键承力件。

4. 焊接与热加工


  • 焊接性优于 17-4PH：可 TIG/MIG/激光焊，焊前可不预热（厚大件建议 100–150 ℃），焊后必须重新固溶+时效才能恢复强度

  • 锻造窗口 1150–900 ℃，终锻 ≥850 ℃，锻后空冷到室温再进固溶

  • 长期 >400 ℃ 会过时效软化，服役温度一般 ≤315 ℃（H900）/ ≤345 ℃（H1150）

四、机械性能（典型值）

按 GJB 8268 棒材 d=25 mm 纵向试样（固溶+时效态）：

指标

数值

抗拉强度 Rm

≥1230 MPa（H1025 区间）

合同注明热处理组别

屈服强度 Rp0.2

≥930 MPa

棒材典型

伸长率 δ

≥10%

标距 5d

断面收缩率 ψ

≥55%

韧性显著优于 Cr13 类

冲击吸收 KV2

KU2 ≥62 J

纵向，d=25 棒

硬度（退火交货）

≤360 HBW

机加工态

硬度（H900 时效）

40–44 HRC

峰值强度态

薄板数据（热处理后）：σb ≥980–1225 MPa、Rp0.2 ≥785–1080 MPa、δ ≥8–9%，依时效温度浮动。

五、物理性能

参数

数值

密度

7.78 g/cm³

弹性模量 E（20 ℃）

190 GPa

热导率（20 ℃）

~17.4 W/(m·K)

比热容

~461 J/(kg·K)

线胀系数（20–100 ℃）

9.5 × 10⁻⁶ /K

相变点

Ms ≈ 140–160 ℃（高 Ni 抬 Ms 但 Cu 抑制，综合后室温得马氏体）

磁性

有（马氏体基体，时效后仍带磁）

六、材料优势（相对 17-4PH / 普通马氏体不锈钢）


  2. Ti 代 Nb，横向同性更好：17-4PH 因 Nb 偏析导致横向韧性波动，05Cr15Ni5Cu2Ti 用 Ti 细化，大锻件各向异性更小，航空承力件更敢用

  4. 强韧均衡：H900 态 Rm≥1310 MPa + δ≥10%，H1150 态 δ≥16%——同强度档里韧性比 Cr13 调质钢高一截

  6. 耐蚀接近 304：Cr13.5–15 + Ni5 的钝化膜，大气、海水、弱酸环境下优于 2Cr13/3Cr13 一个量级

  8. 焊接性可接受：比 2Cr13Ni2 那种易切削钢好太多，焊后重热可恢复强度

  10. 航空级质控：GJB 8268-2014 收录，燃烧室机匣、安装边这类关键件有批产验证

⚠️ 局限：Cu 只有 ~2.5%（17-4PH 是 4%），峰值强度略低于 17-4PH 高 Cu 版；成本高于 2Cr13 类 2–3 倍；时效温度敏感，必须严格控温。

七、应用领域

按工况分四条线：


  2. 航空航天（主战场）：发动机燃烧室机匣、锥形梁安装边、承力框架、起落架零件、液压件——GJB 8268 直接收录的用途

  4. 海洋工程：舰艇轴、泵体、阀杆、海水环境高强度紧固件，耐 Cl⁻ + 高强度组合

  6. 化工 / 能源：耐腐蚀 + 高承载的阀杆、泵轴、离心机件、核电辅助管道件

  8. 精密机械 / 模具：要求耐蚀+高强+尺寸稳定的精密轴、医疗器械结构件、高端注塑模具镶件

选型一句话

05Cr15Ni5Cu2Ti = 17-4PH 的"Ti 改型各向同性版"——要的是沉淀硬化 HRC 40–44 + 横向韧性均匀 + 耐蚀近 304 + 航空级质控这组组合。如果你的件是航发/舰船承力件、大锻件怕各向异性、或要在海水+高强工况里干活，它比 17-4PH 更稳；但如果只想要峰值强度最高（Rm>1400），17-4PH 高 Cu 版反而更狠，05Cr15Ni5Cu2Ti 会让出一点头给它。

要不要顺着往下看05Cr15Ni5Cu2Ti vs 17-4PH 的成分/韧性对照表，或者你这炉料准备做什么件（机匣？轴？紧固件？），我可以帮着校一下时效温度是走 H900 还是 H1025 那一档？