15-5PH – UNS S15500 (XM-12)
马氏体沉淀硬化不锈钢（Cr-Ni-Cu）
17-4PH 的改进型，Cr 较少，几乎不含 δ 铁素体，因而横向韧性和大截面韧性更好。通过铜析出在 480 至 620 °C 一次时效即可硬化，在许多介质中耐蚀性与 304 相当。
牌号与对应牌号
| 体系 | 牌号 |
|---|---|
| UNS | S15500 |
| W.Nr./EN | 1.4545 (X5CrNiCu15-5) |
| DIN | X5CrNiCu15-5 |
| 商品名 | 15-5 PH (Cleveland-Cliffs注册商标, 原 Armco/AK Steel), ATI 15-5, XM-12 |
| 其他 | AMS 5659 (VAR/ESR 棒材/锻件) |
各产品形态适用标准
| 形态 | 标准 |
|---|---|
| 棒材 | ASTM A564 XM-12; AMS 5659 |
| 锻件 | ASTM A705 XM-12; AMS 5659 |
| 板材 | ASTM A693 XM-12; AMS 5862 |
| 等效铸件 | ASTM A747 CB7Cu-2 |
公差和 HS 编码
- 锻造棒材（圆棒和方棒）：直径方向加工余量从 2 mm（Ø 6–16 mm）到 24 mm（Ø 400–500 mm）。例如成品 Ø 100–125 mm：+7 mm，公差 +6 / −0（长度最大 3,500 mm）。
- 锻造圆盘：直径余量 4 至 9 mm，高度余量 3 至 11 mm，仅正公差。
- 切割和机加工：带锯长度 −0 / +5 至 +15 mm；水刀直径 +10 % 厚度（最小 2 mm）；机加工零件直径 −0 / +2 至 +5 mm。查看完整表格（INF 002 和 INF 003，适用于所有合金）。
| 形态 | NCM（巴西，8 位） | HS（国际，6 位） | HTS（美国，10 位）* | CN（欧盟，8 位）* |
|---|---|---|---|---|
| 锻造棒材 | 7222.30.00 | 7222.30 | 7222.30.0024 | 7222 30 51 |
| 热轧棒材 | 7222.11.00 | 7222.11 | 7222.11.0059 | 7222 11 11 |
| 板材（> 10 mm，宽度 ≥ 600 mm） | 7219.21.00 | 7219.21 | 7219.21.0020 | 7219 21 10 |
| 法兰和管件 | 7307.21.00 | 7307.21 | 7307.21.5000 | 7307 21 00 |
税则类别：不锈钢（按化学成分，依据第 72 章注释和第十五类注释 5）。
*：美国和欧盟编码仅供参考。NCM 依据现行法规（归类总规则、第 72、74 和 75 章注释及第十五类注释 5）。请根据物品尺寸和表面状态，向您的报关行确认最终编码。HS = NCM 的前 6 位。
化学成分 (%)
ASTM A564 XM-12
| 元素 | 范围 (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0.07 |
| Mn | ≤ 1.00 |
| Si | ≤ 1.00 |
| P | ≤ 0.040 |
| S | ≤ 0.030 |
| Cr | 14.0 – 15.5 |
| Ni | 3.5 – 5.5 |
| Cu | 2.5 – 4.5 |
| Nb + Ta | 0.15 – 0.45 |
| Fe | 余量 |
力学性能
时效态 – ASTM A564 最低值（棒材，纵向）；其他状态见时效表
| 性能 | 数值 |
|---|---|
| H900 – Rp0.2 / Rm | ≥ 1,170 / ≥ 1,310 MPa；A ≥ 10%；≥ 40 HRC |
| H1025 – Rp0.2 / Rm | ≥ 1,000 / ≥ 1,070 MPa；A ≥ 12%；≥ 35 HRC |
| H1075 – Rp0.2 / Rm | ≥ 860 / ≥ 1,000 MPa；A ≥ 13%；≥ 32 HRC |
| H1150 – Rp0.2 / Rm | ≥ 725 / ≥ 930 MPa；A ≥ 16%；≥ 28 HRC |
| H1150M – Rp0.2 / Rm | ≥ 515 / ≥ 795 MPa；A ≥ 18% |
| A 状态（固溶退火） | ≤ 38 HRC / 363 HB |
典型物理性能
| 性能 | 数值 |
|---|---|
| 密度 | 7.78 g/cm³ (A) / 7.81 g/cm³ (H900) |
| 熔化范围 | 1,400 – 1,440 °C |
| 弹性模量 | 196 GPa |
| 热导率（100 °C） | 17.8 W/m·K |
| 热膨胀系数（20–100 °C） | 10.8 µm/m·K |
时效条件
| 状态 | 时效 | 最小 Rp0.2 | 最小 Rm | 最小 A | 最小硬度 |
|---|---|---|---|---|---|
| A（固溶退火） | 1,040 ± 15 °C，冷却至 < 30 °C | – | – | – | ≤ 363 HB / 最大 38 HRC |
| H900 | 482 °C / 1 h / 空冷 | 1,170 MPa | 1,310 MPa | 10% | 388 HB / 40 HRC |
| H925 | 496 °C / 4 h / 空冷 | 1,070 MPa | 1,170 MPa | 10% | 375 HB / 38 HRC |
| H1025 | 552 °C / 4 h / 空冷 | 1,000 MPa | 1,070 MPa | 12% | 331 HB / 35 HRC |
| H1075 | 579 °C / 4 h / 空冷 | 860 MPa | 1,000 MPa | 13% | 311 HB / 32 HRC |
| H1100 | 593 °C / 4 h / 空冷 | 795 MPa | 965 MPa | 14% | 302 HB / 31 HRC |
| H1150 | 621 °C / 4 h / 空冷 | 725 MPa | 930 MPa | 16% | 277 HB / 28 HRC |
| H1150M | 760 °C / 2 h / 空冷 + 621 °C / 4 h / 空冷 | 515 MPa | 795 MPa | 18% | ≈ 255 HB（典型值） |
热处理、焊接和机加工
| 项目 | 常规做法 |
|---|---|
| 使用温度 | 最高约 315 °C；超过此温度长期暴露会导致脆化（475 °C 时效）。 |
| 热处理 | 固溶退火（A 状态）1,040 ± 15 °C，空冷或油冷至 < 30 °C；在 A 状态加工，之后时效。时效（ASTM A564，棒材最低值）：H900 482 °C/1 h → Rp0.2 1,170 / Rm 1,310 MPa，40 HRC；H925 496 °C/4 h → 1,070/1,170 MPa，38 HRC；H1025 552 °C/4 h → 1,000/1,070 MPa，35 HRC；H1075 579 °C/4 h → 860/1,000 MPa，32 HRC；H1100 593 °C/4 h → 795/965 MPa，31 HRC；H1150 621 °C/4 h → 725/930 MPa，28 HRC；H1150M 760 °C/2 h + 621 °C/4 h → 515/795 MPa（≈ 255 HB）。工艺和最低值与 17-4PH 相同（A564 将 630 与 XM-12 并列）。 |
| 焊接 | 良好：在 A 状态或 H1150 状态焊接，无需预热；焊后重新时效（或固溶退火 + 时效）。强度要求高时用 AWS ER630（17-4PH）焊材；接头不需要母材强度时用 ER308L/ER309L。 |
| 机加工 | A 状态或 H1150 状态下加工性良好；精加工在时效后进行，需考虑约 0.05%（H900）的收缩。 |
规划 15-5PH – UNS S15500 (XM-12) 的自由锻：锻造比、细长比以及需要发送的材料量 →模拟钢锭或棒材的下料方案 →
焊接用填充金属
焊丝成分通常与母材不完全相同：各页面会说明原因。
典型应用
- 飞机结构件和接头
- 轴和阀杆
- 泵和压缩机部件
- 齿轮和联轴器
- 需要横向韧性的大截面零件
- 工装和塑料模具
- 水射流：高压泵及部件（高强度允许更薄的壁厚，并具备耐蚀性）*
- 称重传感器和秤体：高强度、耐腐蚀的弹性元件，滞后和蠕变小*
替代材料： 横向韧性要求不高时选 17-4PH（更容易采购）；需要更高韧性和强度时选 13-8Mo（XM-13）；900 MPa 已足够且追求较低成本时选 431 或 F6NM。
15-5PH：完整指南
15-5PH 不锈钢是什么材料
15-5PH 属于特种不锈钢家族中的沉淀硬化（PH）组。它是作为17-4PH的改进型开发的：铬略少、镍更多，并经真空重熔生产，消除了会损害 17-4PH 横向韧性的 δ 铁素体条带。组织为低碳马氏体；强度来自时效过程中形成的极细铜析出相。
化学成分
铬 14% 至 15.5%，镍 3.5% 至 5.5%，铜 2.5% 至 4.5%，铌 0.15% 至 0.45%，碳不超过 0.07%。
热处理
固溶退火在 1,040 °C 进行并冷却至 30 °C 以下，使马氏体转变完成；时效温度从 482 °C（H900）到 621 °C（H1150），保温 1 至 4 小时，H1150M 在此前增加 760 °C 的步骤。Dustre 在自有炉中完成这些工艺，作为其热处理服务的一部分，并出具交货状态证书。
耐蚀性与使用限制
在大多数介质中耐蚀性与 304 相近，PREN 为 14 至 16，优于常规马氏体牌号。在较硬的状态（H900）下对应力腐蚀开裂和氢脆敏感；腐蚀性介质中使用 H1025 或更高状态，H2S 环境使用硬度不超过 33 HRC 的 H1150D。承载使用温度可达约 315 °C。
应用
起落架部件、飞机接头和紧固件、油气阀轴和阀杆、泵和压缩机部件、医疗和食品设备零件，以及厚截面中要求韧性的高强度部件。
供货形式与 Dustre 服务
圆棒和开式模锻锻块，在带锯上按尺寸切割，提供粗加工或精加工机加工、在自有炉中进行热处理（淬火回火、退火、固溶退火和时效），以及硬度、拉伸和冲击试验。所有材料均附 3.1 检验证书，并可追溯炉号。
常见问题
15-5PH 的化学成分是什么？
依据 ASTM A564 XM-12：C ≤ 0.07; Mn ≤ 1.00; Si ≤ 1.00; P ≤ 0.040; S ≤ 0.030; Cr 14.0 – 15.5。
哪些标准涵盖 15-5PH？
棒材: ASTM A564 XM-12; AMS 5659. 锻件: ASTM A705 XM-12; AMS 5659. 板材: ASTM A693 XM-12; AMS 5862. 等效铸件: ASTM A747 CB7Cu-2.
15-5PH 最高可在多少温度下使用？
最高约 315 °C；超过此温度长期暴露会导致脆化（475 °C 时效）。
哪些材料可以替代 15-5PH？
横向韧性要求不高时选 17-4PH（更容易采购）；需要更高韧性和强度时选 13-8Mo（XM-13）；900 MPa 已足够且追求较低成本时选 431 或 F6NM。
15-5PH 可用于称重传感器吗？
可以。时效态 15-5PH 用于称重传感器和秤体的弹性元件：高强度使其能在弹性范围内产生足够的应变供应变片测量，无需涂层即耐腐蚀，且滞后和蠕变小*。称重传感器制造商将 17-4PH 和 15-5PH 列为弹性元件材料。
在巴西哪里可以购买 15-5PH？
Dustre 供应棒材、板材、管材、块料以及锻造或机加工零件形态的 15-5PH，视库存情况而定，并附质量证书。总部位于 Osasco/SP，分公司位于 Joinville/SC 和 Baixo Guandu/ES，可发货至巴西全国。如需报价，请通过 WhatsApp +55 11 98649-0075 联系我们的助理 Helena，或发送邮件至 [email protected]。
