不锈钢的主要用途示意图
示意图(不锈钢的主要用途)

15-5PH

ISO M(不锈钢)也有资料归为 ISO P(钢)

ISO 被加工材料分类因刀具厂商而异:住友电工的分类为 M(将沉淀硬化不锈钢归为 M;未点名该钢种)[3],Sandvik Coromant 为 P(将马氏体系沉淀硬化钢归为 P(MC 代码 P5.0.Z.PH))[4]。刀具牌号和切削条件,请按所用刀具厂商的分类方式来选择。

沉淀硬化不锈钢(马氏体系)。编号为 UNS S15500(ASTM Type XM-12)。相关标准为 ASTM A564/A564M(棒材)、ASTM A693(板材)、ASTM A705(锻件)中的 XM-12,AMS 5659(棒材、锻件)、AMS 5862(板材)。

🌐JIS 及国外对应牌号

“相近”是指化学成分或力学性能并不完全相同的材料。替换使用时,请核对各标准中的规定值。

标准牌号编号关系可信度
UNS15-5PHUNS S15500(ASTM Type XM-12)―
JIS——一手资料中未能确认
ENX5CrNiCu15-51.4545(航空用 WL 1.4545.4/1.4545.9)相近单一资料·仅供参考[7]
GB——一手资料中未能确认
各对应牌号的差异(资料记载)
  • JIS :在一手资料中未找到与 JIS 对应的钢种(日本不锈钢协会的对照表以及山阳、日本制铁的产品目录中均没有)
  • EN X5CrNiCu15-5:Ugitech 的航空用资料中,15-5PH(UNS S15500)的通用牌号写作 X5CrNiCu15-5,标准栏中并列 WL 1.4545.4、WL 1.4545.9 和 ASTM A564。尚未比较化学成分范围
  • GB :在一手资料中未能确认 GB 牌号(宝钢的目录中也没有 15-5 系列)

📄相关标准(AMS、ASTM 等)

订单和图纸中会指定的标准。AMS 是 SAE 的航空航天材料标准,按产品形态(棒材、板材、锻件)、熔炼方法和热处理分别编号。标准正文需付费,因此这里只列出在标准组织公开页面上确认过的标题和适用范围。

标准内容可信度
AMS 5659棒材、线材、锻件、环件、挤压材。自耗电极重熔(MIL-HDBK-5J 标为 CEVM=自耗电极真空熔炼),以固溶处理状态交货Steel, Corrosion Resistant, Bars, Wire, Forgings, Rings, and Extrusions 15Cr - 4.5Ni - 0.30Cb (Nb) - 3.5Cu Consumable Electrode Remelted Solution Heat Treated, Precipitation Hardenable多份资料一致[8][6]
AMS 5862薄板、带材、厚板。自耗电极重熔,以固溶处理状态交货Steel, Corrosion-Resistant, Sheet, Strip, and Plate, 15Cr - 4.5Ni - 0.30Cb (Nb) - 3.5Cu, Consumable Electrode Remelted, Solution Heat Treated, Precipitation-Hardenable多份资料一致[9][6]
ASTM A564/A564M棒材和型材(XM-12)。XM-12 以固溶处理等状态交货Standard Specification for Hot-Rolled and Cold-Finished Age-Hardening Stainless Steel Bars and Shapes多份资料一致[10]
ASTM A693厚板、薄板、带材(XM-12)。以固溶处理状态交货Standard Specification for Precipitation-Hardening Stainless and Heat-Resisting Steel Plate, Sheet, and Strip多份资料一致[11]

ASTM 标准一览见 ASTM 标准速查表。

✈在航空器上的主要用途(资料记载)

⚗化学成分(质量分数 %)

各标准的范围不同,因此按标准分列显示(颜色较深的数字表示多份资料一致,颜色较浅的数字表示仅有一份资料)。

元素标准 ①标准 ②标准 ③
C≤0.07[5][2]——
Si≤1[5][2]——
Mn≤1[5][2]——
P≤0.04[5][2]——
S—≤0.03[5]≤0.015[2]
Cr14.0 〜 15.5[5][2]——
Ni3.5 〜 5.5[5][2]——
Cu2.5 〜 4.5[5][2]——
Nb+Ta0.15 〜 0.45[5][2]——
  1. 标准 ① XM-12/AMS(ATI 产品页面的成分范围、Carpenter 数据表的分析范围。两者均将 ASTM A564、A693 和 AMS 5659、5862 列为适用标准)
  2. 标准 ② ATI 产品页面的范围(并列标注 ASTM、AMS 的产品数值,未注明是哪个标准的上限)
  3. 标准 ③ Carpenter 数据表的分析范围(适用 AMS 5658、5659、5862 和 ASTM A564、A705、A693 的材料,未注明是哪个标准的上限)

⚖密度

7.75 g/cm³

多份资料一致[1][2]

固溶处理状态(Condition A)的数值。ATI 7.75、Carpenter 7750 kg/m³,两者一致。时效后,Carpenter 为 H900 7.80、H1150 7.82,ATI 为 H900 7.81、H1150 7.86。MIL-HDBK-5J 不区分状态,取 0.283 lb/in³(≈7.83)。ATI 15-5 的物理性能表与 ATI 17-4 的表数值完全相同

用此材料计算重量 →

💪力学性能

“参考值”并非标准的规定值,而是厂商资料等中记载的数值。

状态抗拉强度 MPa屈服强度 MPa伸长率 %硬度数值类型
Condition A(固溶处理 1900°F/1038℃)10307608HRC 33典型值(ATI 数据表)
单一资料·仅供参考[1]
H900(AMS 5659 棒材,直径或厚度 12 in 以下)≥1310 (190 ksi,L、T 向均适用)≥1172 (170 ksi,L、T 向均适用)≥10(L 向)/≥6(T 向)—AMS 5659 的 S 值=标准最小值(MIL-HDBK-5J 表 2.6.7.0(b))
单一资料·仅供参考[6]
H900(AMS 5862 薄板、带材、厚板)≥1310 (190 ksi)≥1170 (170 ksi)—HRC 40〜47AMS 5862 规定值(ATI 数据表的最小值表)
单一资料·仅供参考[1]
H900(典型值)1340120015HRC 43典型值(ATI 数据表)
单一资料·仅供参考[1]
H1025(AMS 5659 棒材,12 in 以下)≥1069 (155 ksi,L、T 向均适用)≥1000 (145 ksi,L、T 向均适用)≥12(L 向)/≥8(T 向)—AMS 5659 的 S 值=标准最小值(MIL-HDBK-5J 表 2.6.7.0(b))
单一资料·仅供参考[6]
H1025(AMS 5862 薄板、带材、厚板)≥1070 (155 ksi)≥1000 (145 ksi)—HRC 35〜42AMS 5862 规定值(ATI 数据表的最小值表)
单一资料·仅供参考[1]
H1150(AMS 5659 棒材,12 in 以下)≥931 (135 ksi,L、T 向均适用)≥724 (105 ksi,L、T 向均适用)≥16(L 向)/≥11(T 向)—AMS 5659 的 S 值=标准最小值(MIL-HDBK-5J 表 2.6.7.0(b))
单一资料·仅供参考[6]
H1150(AMS 5862 薄板、带材、厚板)≥930 (135 ksi)≥725 (105 ksi)—HRC 28〜37AMS 5862 规定值(ATI 数据表的最小值表)
单一资料·仅供参考[1]
H1150(典型值)100086015HRC 31典型值(ATI 数据表)
单一资料·仅供参考[1]

📊图示

化学成分的标准范围(质量分数 %)

01020%刻度Cr14.0 〜 15.5Ni3.5 〜 5.5Cu2.5 〜 4.500.51%刻度Si≤1Mn≤1Nb+Ta0.15 〜 0.4500.040.08%刻度C≤0.07P≤0.04范围(下限–上限)仅有上限(从 0 起)仅有下限(以上)
各元素的含量相差悬殊,因此分成刻度不同的几段(每段上方的数字为刻度,请勿跨段比较条形的长度)。 所绘标准:表中标准 ①(XM-12/AMS(ATI 产品页面的成分范围、Carpenter 数据表的分析范围。两者均将 ASTM A564、A693 和 AMS 5659、5862 列为适用标准))。S 仅出现在其他标准的列中,因此未画入此图。

抗拉强度在全部 62 种材料中处于什么位置

0500100015002000PE-UHMW:19 MPaPTFE:32.4 MPaPP:34 MPaPOM(共聚物)。板棒材厂商标为 POM-C:66–67 MPaPC:69 MPaPOM(均聚物)。板棒材厂商标为 POM-H:78–79 MPaPMMA:80 MPaPA6(浇铸型,MC 尼龙):88 MPaPA66:90 MPaPL-PEM(纸基)/PL-FLE(布基、细布):100–150 MPaPEEK(未填充):115–116 MPaFC250:≥250 MPaA5052:262 MPaC1100:≥275 MPaA6061:平均 324.9 MPaA2618:390–430 MPaSS400:400-510 MPaA2017:427 MPaFCD450-10:≥450 MPaC3604:460 MPaA2219:469 MPaA2014:483 MPaC2801:483 MPa纯钛 Grade 2:485 MPaA2024:496 MPaAlloy 400:517–620 MPaA7475:≥517 MPaSUS303:≥520 MPaSUS304:≥520 MPaSUS316:≥520 MPaA7050:≥531 MPaAlloy 600:550–690 MPaA7075:590 MPaS45C:≥690 MPaC95400:724 MPaS50C:≥740 MPaSUS420J2:≥740 MPaC17510:760–970 MPaUNS N06002:793 MPaC63000:814 MPaAlloy 625:827–1034 MPaTi-3Al-2.5V:≥862 MPaSCM435:≥930 MPaA286:≥965 MPaSCM440:≥980 MPaTi-6Al-2Sn-4Zr-2Mo:≥1035 MPaTi-5Al-5Mo-5V-3Cr:1100 MPaTi-6Al-4V:≥1137 MPaC72900:≥1140 MPa4130:≥1241 MPaTi-10V-2Fe-3Al:≥1241 MPaAlloy 718:≥1275 MPa9310:1289 MPaUNS N07001:1304 MPaC17200:1310–1520 MPa17-4PH:1340 MPaPH13-8Mo:≥1517 MPa17-7PH:≥1655 MPa4340:1905 MPa300M:1972–1986 MPa18% 镍马氏体时效钢 300 级:2027 MPa15-5PH:1340 MPa15-5PH 1340 MPa
单位为 MPa。各点取自各材料表中抗拉强度最高的状态的数值(标准下限值与典型值混在一起;以范围表示的数值取下限)。15-5PH 取的是“H900(典型值)”的数值。

🔧切削加工性与加工注意事项(资料记载)

📚出处

按数值逐一用编号标示的一手资料(厂商、行业协会、标准组织的公开资料)。

  1. atimaterials.com https://www.atimaterials.com/Products/Documents/datasheets/stainless-specialty-steel/preci…
  2. carpentertechnology.com https://carpentertechnology.com/hubfs/20231212--CT_15Cr-5Ni_Datasheet_F.pdf
  3. sumitool.com https://www.sumitool.com/downloads/cutting-tools/general-catalog/assets/pdf/a.pdf
  4. sandvik.coromant.com https://www.sandvik.coromant.com/en-us/knowledge/materials/workpiece-materials
  5. atimaterials.com https://www.atimaterials.com/Products/ati-15-5
  6. everyspec.com https://everyspec.com/MIL-HDBK/MIL-HDBK-0001-0099/MIL_HDBK_5J_139/
  7. swisssteel-group.com https://swisssteel-group.com/content-media/documents/Brochures/Ugitech-Applications/Stainl…
  8. saemobilus.sae.org https://saemobilus.sae.org/standards/ams5659t-steel-corrosion-resistant-bars-wire-forgings…
  9. sae.org https://www.sae.org/standards/content/ams5862k/
  10. astm.org https://astm.org/Standards/A564.htm
  11. store.astm.org https://store.astm.org/standards/a693

其他材料

航空用钢

4130

航空用钢

4340

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300M

航空用钢

9310

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17-4PH

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PH13-8Mo

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A286

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18% 镍马氏体时效钢 300 级

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52100

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440C

钢

SS400

钢

S45C

钢

SCM435

钢

SKD11

不锈钢

SUS303

不锈钢

SUS304

铝合金

A5052

铝合金

A6061

铝合金

A7075

铜合金

C3604

钛及钛合金

纯钛 Grade 2

钛及钛合金

Ti-6Al-4V

钛及钛合金

Ti-3Al-2.5V

钛及钛合金

Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo

钛及钛合金

Ti-10V-2Fe-3Al

钛及钛合金

Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr

镍合金

Alloy 718

镍合金

Alloy 625

镍合金

Alloy 600

镍合金

UNS N07001

镍合金

UNS N06002

镍合金

Alloy 400

航空用铝合金

A2024

航空用铝合金

A2014

航空用铝合金

A2219

航空用铝合金

A7050

航空用铝合金

A7475

航空用铝合金

A2618

钢

S50C

钢

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钢

SKH51

不锈钢

SUS316

不锈钢

SUS420J2

铝合金

A2017

铝合金

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铜合金

C1100

铜合金

C2801

铸铁

FC250

铸铁

FCD450-10

工程塑料

PA6(浇铸型,MC 尼龙)

工程塑料

PA66

工程塑料

POM(共聚物)。板棒材厂商标为 POM-C

工程塑料

POM(均聚物)。板棒材厂商标为 POM-H

工程塑料

PEEK(未填充)

工程塑料

PTFE

工程塑料

PE-UHMW

工程塑料

PC

工程塑料

PMMA

工程塑料

PVC-U

工程塑料

PP

工程塑料

PL-PEM(纸基)/PL-FLE(布基、细布)

航空用铜合金

C17200

铜合金

C17510

航空用铜合金

C63000

航空用铜合金

C95400

航空用铜合金

C72900