Stal nierdzewna 17-4PH(UNS S17400, znana również jako AISI typ 630 lub EN 1.4542) to martenzytyczna stal nierdzewna utwardzana wydzieleniowo. Nazwa „17-4PH” pochodzi od jego składu: około 17% chromu i 4% niklu, przy czym „PH” oznacza utwardzanie wydzieleniowe.
Artykuł ten zawiera kompletny przewodnik po właściwościach blach ze stali nierdzewnej 17-4PH, obejmujący wszystko, od składu chemicznego po zachowanie mechaniczne, właściwości fizyczne, obróbkę cieplną i zastosowania.
Skład chemiczny
Poniższa tabela przedstawia standardowe limity zgodnie ze specyfikacjami ASTM A693 i AMS 5604.
|
Element |
Waga % |
Rola w stopie |
|
Chrom (Cr) |
15.0 – 17.5 |
Zapewnia odporność na korozję i ochronę przed utlenianiem |
|
Nikiel (Ni) |
3.0 – 5.0 |
Stabilizuje strukturę martenzytyczną, poprawia wytrzymałość |
|
Miedź (Cu) |
3.0 – 5.0 |
Kluczowy element wzmacniający-tworzy podczas starzenia drobne cząstki |
|
Niob (Nb) + Tantal (Ta) |
0.15 – 0.45 |
Tworzy węgliki, które kontrolują wzrost ziaren i poprawiają wytrzymałość |
|
Węgiel (C) |
Mniejsza lub równa 0,07 |
Przyczynia się do twardości, ale utrzymuje się na niskim poziomie, aby utrzymać spawalność |
|
Mangan (Mn) |
Mniejsza lub równa 1,00 |
Pomaga w odtlenianiu podczas produkcji stali |
|
Krzem (Si) |
Mniejsza lub równa 1,00 |
Poprawia odporność na utlenianie w wysokich temperaturach |
|
Fosfor (P) |
Mniejsza lub równa 0,04 |
|
|
Siarka (S) |
Mniejsza lub równa 0,03 |
Zanieczyszczenia ograniczone do minimum |
|
Żelazo (Fe) |
Saldo (pozostałe %) |
Metal nieszlachetny, który spaja wszystko |
Źródło danych: specyfikacje ASTM A693 / AMS 5604.
Właściwości fizyczne
|
Nieruchomość |
Wartość |
Notatki |
|
Gęstość |
7,75 – 8,03 g/cm3 |
Nieco cięższy od stali węglowej (7,85 g/cm3) |
|
Temperatura topnienia |
~1440 stopni (2624 stopni F) |
Typowe dla martenzytycznych stali nierdzewnych |
|
Moduł sprężystości (moduł Younga) |
196 – 200 GPa |
Mierzy sztywność,-jak bardzo stal jest odporna na zginanie |
|
Współczynnik Poissona |
0.27 – 0.30 |
Opisuje, jak materiał kurczy się na boki podczas rozciągania |
|
Przewodność cieplna |
15.3 – 17.9 W/m·K |
Umiarkowana zdolność przenoszenia ciepła |
|
Oporność elektryczna |
0.77 – 0.80 µΩ·m |
Dość przewodzący jak na stal nierdzewną |
|
Specyficzna pojemność cieplna |
~460 J/kg·K |
Ilość ciepła potrzebna do podniesienia temperatury stali |
Źródło danych: Specyfikacje wielu dostawców
Właściwości magnetyczne: stal nierdzewna 17-4PH jest magnetyczna w każdych warunkach. W stanie wyżarzonym rozpuszczającym może być tylko słabo magnetyczny, ale po starzeniu staje się silnie magnetyczny ze względu na swoją martenzytyczną strukturę kryształu.
Maksymalna temperatura pracy: 17-4PH zachowuje swoje doskonałe właściwości mechaniczne aż do około 316 stopni. Powyżej tej temperatury materiał zaczyna tracić wytrzymałość, a długotrwałe narażenie może powodować nadmierne starzenie się, co zmniejsza twardość.
Właściwości mechaniczne
Właściwości mechaniczne opisują, jak materiał reaguje na siły-rozciąganie (ciągnięcie), ściskanie (pchanie), zginanie i uderzenie.
Warunki obróbki cieplnej
17-4PH jest zazwyczaj dostarczany w stanie A (wyżarzony w roztworze), który jest miękki i urabialny. Następnie klient przeprowadza obróbkę starzenia, aby osiągnąć pożądany poziom wytrzymałości. Każdy stan starzenia ma standardowe oznaczenie: H900, H925, H1025, H1075, H1100 lub H1150. Liczba odnosi się do temperatury starzenia w stopniach Fahrenheita.
|
Stan starzenia |
Temperatura starzenia |
Co zapewnia |
|
H900 |
482 stopnie (900 stopni F) |
Maksymalna wytrzymałość i twardość |
|
H925 |
496 stopni (925 stopni F) |
Bardzo wysoka wytrzymałość przy nieznacznie zwiększonej wytrzymałości |
|
H1025 |
552 stopnie (1025 stopni F) |
Zrównoważona siła i wytrzymałość |
|
H1075 |
580 stopni (1075 stopni F) |
Umiarkowana wytrzymałość, lepsza wytrzymałość |
|
H1100 |
593 stopnie (1100 stopni F) |
Niższa wytrzymałość, wyższa plastyczność |
|
H1150 |
621 stopni (1150 stopni F) |
Maksymalna wytrzymałość i plastyczność |
Źródło danych: Specyfikacje obróbki cieplnej.
Właściwości mechaniczne według stanu (arkusz i płyta, AMS 5604)
Poniższa tabela przedstawia właściwości mechaniczne arkuszy i płyt 17-4PH (grubość mniejsza niż około 4,75 mm lub 0,1874 cala) zgodnie ze specyfikacjami AMS 5604.
|
Stan |
Maksymalna wytrzymałość na rozciąganie (ksi / MPa) |
Granica plastyczności 0,2% (ksi / MPa) |
Wydłużenie (%) |
Twardość (HRC) |
|
Kondycjoner A (wyżarzony) |
- |
- |
- |
38 maks |
|
H900 |
190 / 1310 |
170 / 1170 |
5 |
40 – 47 |
|
H925 |
170 / 1170 |
155 / 1070 |
5 |
38 – 45 |
|
H1025 |
155 / 1070 |
145 / 1000 |
5 |
35 – 42 |
|
H1075 |
145 / 1000 |
125 / 860 |
5 |
33 – 39 |
|
H1100 |
140 / 965 |
115 / 795 |
5 |
32 – 38 |
|
H1150 |
135 / 930 |
105 / 725 |
8 |
28 – 37 |
Źródło danych: specyfikacja arkusza/płyty AMS 5604
Wytrzymałość na rozciąganie to maksymalna siła rozciągająca, jaką materiał może wytrzymać przed zerwaniem. W przypadku H900 arkusz 17-4PH wytrzymuje nacisk 1310 MPa (1310 MPa) – czyli jest mniej więcej trzy razy silniejszy niż standardowa stal nierdzewna 304.
Granica plastyczności to siła, przy której materiał zaczyna się trwale odkształcać. W stanie H900 arkusz 17-4PH ma granicę plastyczności 170 ksi (1170 MPa).
Wydłużenie mierzy, jak bardzo materiał może się rozciągnąć przed zerwaniem. Przy H1150 wydłużenie osiąga 8%, oferując większą plastyczność niż 5% obserwowane w H900. W przypadku grubszych prętów i odkuwek (AMS 5643) wartości wydłużenia są wyższe-aż do 16% przy H1150.
Porównanie z innymi stalami nierdzewnymi
|
Nieruchomość |
17-4PH (H900) |
Stal nierdzewna 304 |
Stal nierdzewna 316L |
|
Wytrzymałość na rozciąganie (MPa) |
~1310 |
~585 |
~485 |
|
Granica plastyczności (MPa) |
~1170 |
~205 |
~170 |
|
Wydłużenie (%) |
5 – 10 |
~40 |
~50 |
|
Twardość (HRC) |
40 – 47 |
~80 HRB (≈15 HRC) |
~79 HRB (≈14 HRC) |
|
Magnetyzm |
Magnetyczny |
Nie-magnetyczny |
Nie-magnetyczny |
Źródło danych: porównanie branż
Odporność na korozję
Stal nierdzewna 17-4PH zapewnia dobrą odporność na korozję porównywalną ze stalą nierdzewną typu 304 w większości środowisk.
Stop zawierający 17% chromu tworzy na powierzchni cienką, niewidoczną warstwę tlenku, która chroni metal pod spodem przed rdzą i atakiem chemicznym.
Gdzie 17-4PH działa dobrze:
Narażenie atmosferyczne (deszcz, wilgoć, powietrze przemysłowe)
Rozcieńczać kwasy i sole w umiarkowanych temperaturach
Świeża woda i łagodne roztwory chemiczne
Środowiska przetwarzania żywności
Ograniczenia:
Stal 17-4PH jest mniej odporna na chlorki (takie jak woda morska i-sole odladzające) niż stal nierdzewna 316 zawierająca molibden. W środowiskach o wysokiej zawartości chlorków może wystąpić korozja wżerowa i szczelinowa.
W przypadku silnie korozyjnych warunków,-takich jak gorące stężone kwasy lub woda morska,-stosowanie-wyższej jakości materiału, takiego jak 316L, duplex 2205 lub superaustenityczny 254 SMO, może być bardziej odpowiednie.
Uwaga: najlepszą odporność na korozję zapewnia-wyżarzanie w roztworze lub starzenie w niższej-temperaturze (H1150). Nadmierne-starzenie lub niewłaściwa obróbka cieplna może zmniejszyć odporność na korozję.
Obróbka cieplna
Obróbka cieplna jest kluczem do uwolnienia pełnego potencjału 17-4PH. Proces składa się z dwóch głównych etapów:
Krok 1: Obróbka roztworem (wyżarzanie)
Podgrzej materiał do 1025 – 1050 stopni (1877 – 1922 stopni F).
Przytrzymaj przez około 0,5 do 1 godziny.
Szybko schłodzić (ochłodzić) w powietrzu lub oleju do temperatury pokojowej.
Wynik: Stan A - miękki, obrabialny materiał o maksymalnej twardości 38 HRC.
Krok 2: Starzenie (utwardzanie wydzieleniowe)
Podgrzej materiał-obrobiony roztworem do określonej temperatury starzenia (od 482 do 621 stopni / 900 stopni F do 1150 stopni F).
Trzymaj przez 1 do 4 godzin, w zależności od pożądanych właściwości.
Ochłodzić na powietrzu do temperatury pokojowej
Wybrany stan starzenia (H900 do H1150) z dostosowanymi właściwościami mechanicznymi.
Wykonanie i wykonalność
Formowanie: W stanie A 17-4PH ma rozsądną odkształcalność, ale operacje formowania powinny ograniczać się do łagodnego zginania. W przypadku skomplikowanych kształtów wyżarzanie rozpuszczające przed obróbką na zimno poprawia odkształcalność. Możliwe jest również formowanie na gorąco.
Obróbka skrawaniem: 17-4PH ma wskaźnik obrabialności wynoszący około 45% w porównaniu ze stalą automatową (ocenioną na 100%). W stanie postarzanym materiał jest twardszy i trudniejszy w obróbce. Aby uzyskać najlepsze rezultaty, wykonaj maszynę w stanie A, a następnie postarzaj do ostatecznej twardości.
Spawanie: 17-4PH można spawać standardowymi procesami, takimi jak TIG, MIG i SMAW. Jednakże ciepło spawania może lokalnie zmiękczyć materiał.
Zaleca się-obróbkę cieplną po spawaniu, aby przywrócić wytrzymałość w strefie spawania. Aby uzyskać najlepsze rezultaty, użyj odpowiednich spoiw (takich jak gatunek 17-4PH lub 630).
Szlifowanie i wykańczanie: Ze względu na wysoką twardość w warunkach starzenia, szlifowanie wymaga odpowiedniego doboru ściernicy i chłodziwa, aby zapobiec przegrzaniu i uszkodzeniu powierzchni.
Normy i specyfikacje
Blachy i płyty ze stali nierdzewnej 17-4PH są produkowane zgodnie z kilkoma standardami branżowymi. Przy zakupie zawsze żądaj certyfikatu testu młyna (MTC) potwierdzającego zgodność ze specyfikacją.
|
Specyfikacja |
Opis |
Obowiązujące formularze |
|
ASTM A693/A693M |
Standardowa specyfikacja dotycząca-utwardzania wydzieleniowego płyt, arkuszy i taśm ze stali nierdzewnej |
Arkusz, płyta, cewka |
|
AM5604 |
Specyfikacja materiałów lotniczych dla arkuszy, cewek i płyt 17-4PH |
Arkusz, cewka, płyta |
|
AMS 5643 |
Specyfikacja materiałów lotniczych dla prętów i odkuwek 17-4PH |
Pręt, odkuwki |
|
ASTM A564 |
Standardowa specyfikacja dla-walcowanych na gorąco i-wykończonych na zimno prętów 17-4PH |
Kształty barów |
|
UNS S17400 |
Oznaczenie ujednoliconego systemu numeracji |
Wszystkie formy |
|
EN 1.4542 |
Oznaczenie normy europejskiej |
Wszystkie formy |
|
JIS SUS630 |
Japoński standard przemysłowy |
Wszystkie formy |
|
DIN X5CrNiCuNb16-4 |
Niemieckie oznaczenie standardowe |
Wszystkie formy |
Źródło danych: wiele specyfikacji
Powszechnie dostępne formularze:
Arkusz:-walcowany na zimno, grubość od 0,3 mm do 6 mm
Blacha:-walcowana na gorąco, grubość od 6 mm do 100 mm lub większa
Cewka: Precyzyjnie nacinane cewki lub krawędzie frezowane, szerokość do 1500 mm
Typowe zastosowania
Lotnictwo i kosmonautyka: Łopatki turbin, elementy sprężarek, części podwozia i wsporniki konstrukcyjne, gdzie krytyczna jest wysoka wytrzymałość i umiarkowana waga.
Przetwarzanie chemiczne i petrochemiczne: Wały pomp, trzpienie zaworów i elementy zbiorników ciśnieniowych, które muszą wytrzymywać media korozyjne i wysokie obciążenia mechaniczne.
Przetwórstwo spożywcze: Części urządzeń, które wymagają zarówno odporności na korozję, jak i wytrzymałości na wielokrotne cykle czyszczenia i odkażania.
Ropa i gaz: narzędzia wiertnicze, elementy głowic odwiertów i sprzęt podmorski, gdzie wymagana jest wysoka wytrzymałość i odporność na kwaśne gazy. Gatunek zachowuje swoje właściwości do 316 stopni (600 stopni F), dzięki czemu nadaje się do wielu zastosowań na polach naftowych.
Inżynieria morska: wały napędowe, elementy pomp i elementy złączne-jednak w przypadku ciągłego narażenia na działanie wody morskiej należy rozważyć zastosowanie wyższych-molibdenów.
Wytwarzanie energii: Elementy turbin i generatorów, które działają w umiarkowanych temperaturach i wymagają wysokiej niezawodności.
Ogólna obróbka metali: koła zębate, wały, elementy złączne, tuleje i płyty ścieralne, gdzie wymagana jest wysoka twardość i wytrzymałość.
Chcesz wybrać blachę ze stali nierdzewnej 17-4PH do następnego zadania? Skontaktuj się z naszym zespołem sprzedaży technicznej już dziś pod adresem +86 19339900211 lub Info@jnalloy.com.
Prześlij wymaganą grubość, rozmiar i-warunki obróbki cieplnej, a my w ciągu 24 godzin prześlemy wiążącą ofertę z dokładnymi obliczeniami masy i danymi technicznymi.
Wybierz arkusz 17-4PH od producentamożesz zaufać.
