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15-5PH是一种强度韧性匹配良好、耐蚀性能较为优异的沉淀硬化不锈钢,在航空、航天、舰船等领域应用十分广泛。目前国内的冶炼工艺多使用了真空感应（VIM）+真空自耗（VAR）的冶炼工艺,生产成本较高,产量较小,限制了该钢在民用领域的推广。为了降低15-5PH高强度不锈钢的冶炼成本,使其应用更加广泛,迫切需要引入冶炼成本较低的电炉（EAF）+VOD+真空自耗（VAR）的冶炼工艺进行生产,而这2种冶炼工艺对15-5PH沉淀硬化不锈钢力学性能、高低倍组织、疲劳性能等会带来较大影响。本文对比分析这2种冶炼工艺的15-5PH不锈钢棒材,分为Φ150mm和Φ350mm 2种规格、共4种棒材的力学性能、夹杂物的粒径分布、疲劳性能以及氢脆敏感性,并通过OM、Aspex、SEM、TEM、XRD、TDS等手段对试验钢的微观组织、断口形貌比对分析,初步建立钢中非金属夹杂物与15-5PH不锈钢冲击韧性、断裂韧性以及疲劳性能的关系;对比了15-5PH不锈钢的氢脆敏感性。主要结论如下:经热处理后,对于Φ150mm的试验钢棒材,双真空实验钢的强度略低于单真空的试验钢,塑韧性相当,但双真空试验钢的冲击韧性和断裂韧性均高于单真空试验钢;对于Φ350mm的试验钢,双真空和单真空的两种试验钢强度、塑性差别不大,单真空试验钢的冲击韧性较低。随时效温度的升高,Φ350mm的2种15-5PH钢的强度、硬度逐渐下降,塑性、韧性平稳上升;试验钢规格变大,强度和塑性变化很小,冲击韧性降低。经Aspex夹杂物自动检测,对比两种冶炼工艺试验钢中的夹杂物的种类、成分、形状及粒径分布。对于Φ150mm试验钢,VIM+VAR试验钢中夹杂物有MnS、Al2O3以及少量的Al-Mg,EAF+VOD+VAR试验钢中主要有Al2O3、CaO少量的MnS和Al-Mg夹杂,双真空冶炼工艺对15-5PH不锈钢夹杂物的种类、数量、形状及大小控制较好;对于Φ350mm的试验钢,VIM+VAR试验钢中有MnS、Al2O3夹杂物等,EAF+VOD+VAR试验钢中夹杂物主要是Al2O3和少量MnS。试验钢规格尺寸对夹杂物的影响不大。对于Φ150mm试验钢,VIM+VAR实验钢的疲劳强度比EAF+VOD+VAR实验钢高,双真空实验钢光滑疲劳试样为表面基体起裂,单真空实验钢是次表面的夹杂物起裂,缺口疲劳试样都是缺口根部多源起裂,但双真空试验钢中夹杂物较少。经电化学充氢后,两种15-5PH试验钢引入一定量的可扩散氢;两种15-5PH实验钢充入的可扩散氢均位于晶界、位错处。由于氢在奥氏体中有较大的溶解度和较低的扩散速率,VIM+VAR实验钢具有较低的氢脆敏感性。充氢后导致晶界处结合能降低,试样表面发生沿晶断裂。对比研究两种冶炼工艺的15-5PH试验钢组织和性能,在保证力学性能差异不大,组织稳定的同时,单真空试验钢的疲劳性能仅比双真空的试验钢低3040MPa,可以大幅度降低生产成本;采用EAF+VOD+VAR冶炼工艺生产15-5PH不锈钢,有效地降低了生产成本,可以在工程上广泛应用和推广。