17-4PH钢(0Cr17Ni4Cu4Nb)是一种以Cr13型马氏体不锈钢发展起来的低碳马氏体沉淀硬化超高强度不锈钢，它具有高强度、较高韧性、高耐蚀性、高耐氧化性以及优良的成型性、可焊性等综合性能，被广泛用于航空、航天、核能、军工和民用工业。而该材料各元素能否有效实现合金化及强化，以获得优良性能，与该材料的化学成分设计、热加工、热处理及其所形成的金相显微组织等影响因素有密切联系。

　　为保证获得良好的耐蚀性和可焊性，钢中碳含量要控制在0.07%以内，铬元素作为钢中主要加入元素之一可显著增加钢的抗腐蚀能力，改善钢的抗氧化作用。它与铁形成连续固溶体，与碳形成多种碳化物，这是因为铬与碳的亲和力在形成碳化物的诸多元素中大于铁和锰，因而形成一系列稳定的铬碳化物，如Cr23C6、Cr7C3和Cr3C2等，这对于钢的性能有显著影响，特别是提高钢的强度和耐磨性。同时，铬增加钢的淬透性，提高钢的回火稳定性，降低钢的Ms点，当然这取决于固溶时铬在奥氏体中实际存在的浓度。

　　Ni的适量加入主要是改善钢的耐蚀性，同时固溶强化基体，另外Ni有减少δ相的作用，但Ni降低Ms点，过多加入是不利的，一般应控制在4%左右，与Nb元素形成具有斜方点阵的(η相)金属间化合物沉淀析出，产生强化现象。

　　铜加入钢中虽不和碳形成碳化物，但它对临界温度和淬透性的影响以及固溶强化的作用等与Ni相似，经适当的热处理后将出现导致钢沉淀析出强化的ε相质点。因此，钢中铜含量超过4%时要获得更好的效果就要加热到较高的温度使钢奥氏体化，因为铜在奥氏体中的溶解度比在铁素体中更高，使钢奥氏体化后就能使更多的铜进入固溶体，这样，固溶时效后富铜的ε相呈弥散状析出，沉淀硬化的效果也更显著。

　　铌与碳、氮、氧都有极强的亲和力，通常用于提高奥氏体型不锈钢的抗晶间腐蚀能力，同时铌在钢中还有细化晶粒，提高晶粒粗化温度，降低钢的过热敏感性和回火脆性等。在17-4PH钢中，通过加入铌将出现特殊稳定的碳化物和金属间化合物，如NbFe2、Nb4C3，，它与α-Fe点阵之间有一定的相位关系，其强化作用更为显著，抗过时效稳定性更好。它们经过一定的热处理工艺弥散析出于钢中产生沉淀强化，有助于提高强度、韧性及蠕变抗力等。

　　综上所述，17-4PH钢的化学成分是影响其性能的主要因素，钢中诸元素的合理搭配及其作用是该钢获得优良综合性能的基本条件，也是该钢强化机制的基本保证。17-4PH钢的热加工和热处理是该钢获得优良性能的重要手段。固溶时效热处理使其产生热力学和动力学反应，合金元素有效合金化，形成合适的金相组织，实现固溶强化和第二相沉淀强化，从而获得较高的强度和韧性，赋予该钢优良的综合性能。(余冶)