Nerezová oceľ 17-4PH(UNS S17400, tiež známy ako AISI typ 630 alebo EN 1.4542) je precipitačná-tvrdiaca martenzitická nehrdzavejúca oceľ. Názov „17-4PH“ pochádza z jeho zloženia: približne 17 % chrómu a 4 % niklu, pričom „PH“ znamená precipitačné vytvrdzovanie.
Tento článok poskytuje kompletného sprievodcu vlastnosťami plechov z nehrdzavejúcej ocele 17-4PH, ktorý zahŕňa všetko od chemického zloženia po mechanické správanie, fyzikálne vlastnosti, tepelné spracovanie a aplikácie.
Chemické zloženie
V tabuľke nižšie sú uvedené štandardné limity podľa špecifikácií ASTM A693 a AMS 5604.
|
Prvok |
% hmotnosti |
Úloha v zliatine |
|
chróm (Cr) |
15.0 – 17.5 |
Poskytuje odolnosť proti korózii a ochranu proti oxidácii |
|
nikel (Ni) |
3.0 – 5.0 |
Stabilizuje martenzitickú štruktúru, zlepšuje húževnatosť |
|
meď (Cu) |
3.0 – 5.0 |
Kľúčový posilňujúci prvok-vytvára jemné častice počas starnutia |
|
niób (Nb) + tantal (Ta) |
0.15 – 0.45 |
Vytvára karbidy, ktoré kontrolujú rast zrna a zlepšujú pevnosť |
|
uhlík (C) |
Menšie alebo rovné 0,07 |
Prispieva k tvrdosti, ale udržiava sa na nízkej úrovni, aby sa zachovala zvárateľnosť |
|
mangán (Mn) |
Menšie alebo rovné 1,00 |
Pomáha pri deoxidácii počas výroby ocele |
|
kremík (Si) |
Menšie alebo rovné 1,00 |
Zlepšuje odolnosť proti oxidácii pri vysokých teplotách |
|
fosfor (P) |
Menšie alebo rovné 0,04 |
Nečistota, obmedzená na minimum |
|
síra (S) |
Menšie alebo rovné 0,03 |
Nečistota, obmedzená na minimum |
|
Železo (Fe) |
Zostatok (zostávajúce %) |
Základný kov, ktorý drží všetko pohromade |
Zdroj údajov: špecifikácie ASTM A693 / AMS 5604.
Fyzikálne vlastnosti
|
Nehnuteľnosť |
Hodnota |
Poznámky |
|
Hustota |
7,75 – 8,03 g/cm³ |
O niečo ťažší ako uhlíková oceľ (7,85 g/cm³) |
|
Teplota topenia |
~1440 stupňov (2624 stupňov F) |
Typické pre martenzitické nehrdzavejúce ocele |
|
Elastický modul (Youngov modul) |
196 – 200 GPa |
Meria tuhosť{0}}do akej miery odoláva oceľ v ohybe |
|
Poissonov pomer |
0.27 – 0.30 |
Popisuje, ako sa materiál pri naťahovaní zmršťuje do strán |
|
Tepelná vodivosť |
15.3 – 17.9 W/m·K |
Stredná schopnosť prenosu tepla |
|
Elektrický odpor |
0.77 – 0.80 µΩ·m |
Pomerne vodivé na nehrdzavejúcu oceľ |
|
Špecifická tepelná kapacita |
~460 J/kg·K |
Množstvo tepla potrebné na zvýšenie teploty ocele |
Zdroj údajov: Špecifikácie viacerých dodávateľov
Magnetické vlastnosti: Nerezová oceľ 17-4PH je magnetická za všetkých podmienok. V rozpúšťacom žíhanom stave môže byť len slabo magnetický, ale po starnutí sa stáva silne magnetickým vďaka svojej martenzitickej kryštálovej štruktúre.
Maximálna prevádzková teplota: 17-4PH si zachováva svoje vynikajúce mechanické vlastnosti až do približne 316 stupňov . Nad touto teplotou materiál začína strácať pevnosť a dlhodobé vystavenie môže spôsobiť nadmerné starnutie, ktoré znižuje tvrdosť.
Mechanické vlastnosti
Mechanické vlastnosti popisujú, ako materiál reaguje na sily-ťah (ťah), stláčanie (tlačenie), ohýbanie a náraz.
Podmienky tepelného spracovania
17-4PH sa zvyčajne dodáva v stave A (roztokové žíhanie), ktorý je mäkký a spracovateľný. Zákazník potom vykoná ošetrenie starnutím, aby dosiahol požadovanú úroveň pevnosti. Každá podmienka starnutia má štandardné označenie: H900, H925, H1025, H1075, H1100 alebo H1150. Číslo sa vzťahuje na teplotu starnutia v stupňoch Fahrenheita.
|
Stav starnutia |
Teplota starnutia |
Čo prináša |
|
H900 |
482 stupňov (900 stupňov F) |
Maximálna pevnosť a tvrdosť |
|
H925 |
496 stupňov (925 stupňov F) |
Veľmi vysoká pevnosť s mierne zlepšenou húževnatosťou |
|
H1025 |
552 stupňov (1025 stupňov F) |
Vyvážená pevnosť a húževnatosť |
|
H1075 |
580 stupňov (1075 stupňov F) |
Stredná pevnosť, lepšia húževnatosť |
|
H1100 |
593 stupňov (1100 stupňov F) |
Nižšia pevnosť, vyššia ťažnosť |
|
H1150 |
621 stupňov (1150 stupňov F) |
Maximálna húževnatosť a ťažnosť |
Zdroj údajov: Špecifikácie tepelného spracovania.
Mechanické vlastnosti podľa stavu (plechy a dosky, AMS 5604)
Nižšie uvedená tabuľka ukazuje mechanické vlastnosti pre 17-4PH plech a platňu (hrúbka menšia ako približne 4,75 mm alebo 0,1874 palca) podľa špecifikácií AMS 5604.
|
Podmienka |
Konečná pevnosť v ťahu (ksi / MPa) |
0,2 % medza klzu (ksi / MPa) |
Predĺženie (%) |
Tvrdosť (HRC) |
|
Podmienka A (žíhané) |
- |
- |
- |
38 max |
|
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 |
Zdroj údajov: Špecifikácia listu/doštičky AMS 5604
Pevnosť v ťahu je maximálna ťažná sila, ktorú materiál dokáže vydržať pred zlomením. Pri H900, 17-4PH plech zvládne 190 000 libier na štvorcový palec (1 310 MPa), čo je zhruba trikrát pevnejšie ako štandardná nehrdzavejúca oceľ 304.
Medza klzu je sila, pri ktorej sa materiál začne trvalo deformovať. V stave H900 má plech 17-4PH medzu klzu 170 ksi (1 170 MPa).
Predĺženie meria, do akej miery sa môže materiál roztiahnuť pred pretrhnutím. Pri H1150 dosahuje predĺženie 8%, čo ponúka väčšiu ťažnosť ako 5% pozorovaných v H900. Pre hrubšie tyče a výkovky (AMS 5643) sú hodnoty predĺženia vyššie-až o 16 % pri H1150.
Porovnanie s inými nerezovými oceľami
|
Nehnuteľnosť |
17-4PH (H900) |
304 nehrdzavejúca oceľ |
Nerezová oceľ 316L |
|
Pevnosť v ťahu (MPa) |
~1310 |
~585 |
~485 |
|
Medza klzu (MPa) |
~1170 |
~205 |
~170 |
|
Predĺženie (%) |
5 – 10 |
~40 |
~50 |
|
Tvrdosť (HRC) |
40 – 47 |
~80 HRB (≈15 HRC) |
~79 HRB (≈14 HRC) |
|
Magnetizmus |
Magnetické |
Nie-magnetické |
Nie-magnetické |
Zdroj údajov: Odvetvové porovnanie
Odolnosť proti korózii
Nerezová oceľ 17-4PH ponúka dobrú odolnosť proti korózii, ktorá je porovnateľná s nehrdzavejúcou oceľou typu 304 vo väčšine prostredí.
17% obsah chrómu v zliatine vytvára na povrchu tenkú, neviditeľnú vrstvu oxidu, ktorá chráni kov pod ňou pred hrdzou a chemickým napadnutím.
Kde 17-4PH funguje dobre:
Atmosférická expozícia (dážď, vlhkosť, priemyselný vzduch)
Kyseliny a soli zrieďte pri miernych teplotách
Sladká voda a mierne chemické roztoky
Prostredia spracovania potravín
Obmedzenia:
17-4PH je menej odolná voči chloridom (ako je morská voda a-rozmrazovacie soli) ako nehrdzavejúca oceľ 316, ktorá obsahuje molybdén. V prostredí s vysokým obsahom chloridov môže dochádzať k jamkovej a štrbinovej korózii.
Pre silné korozívne podmienky,-ako sú horúce koncentrované kyseliny alebo morská voda,{1}}môže byť vhodnejší-materiál vyššej kvality, ako napríklad 316L, duplex 2205 alebo superaustenitický 254 SMO.
Poznámka: Odolnosť proti korózii je najlepšia v podmienkach -žíhania alebo starnutia pri nižšej{1}} teplote (H1150). Nadmerné-starnutie alebo nesprávne tepelné spracovanie môže znížiť koróziu.
Tepelné spracovanie
Tepelné spracovanie je kľúčom k využitiu plného potenciálu 17-4PH. Proces má dva hlavné kroky:
Krok 1: Ošetrenie roztokom (žíhanie)
Zahrejte materiál na 1025 – 1050 stupňov (1877 – 1922 stupňov F).
Držte približne 0,5 až 1 hodinu.
Rýchlo ochlaďte (uhaste) na vzduchu alebo oleji na izbovú teplotu.
Výsledok: Podmienka A - mäkký, opracovateľný materiál s tvrdosťou maximálne 38 HRC.
Krok 2: Starnutie (vytvrdzovanie zrážok)
Zahrejte materiál-spracovaný roztokom na špecifickú teplotu starnutia (medzi 482 stupňami a 621 stupňami / 900 stupňov F a 1150 stupňami F).
Držte 1 až 4 hodiny v závislosti od požadovaných vlastností.
Ochlaďte na vzduchu na izbovú teplotu
Zvolený starý stav (H900 až H1150) s prispôsobenými mechanickými vlastnosťami.
Výroba a spracovateľnosť
Tvarovanie: V podmienkach A má 17-4PH primeranú tvarovateľnosť, ale operácie tvarovania by sa mali obmedziť na mierne ohýbanie. Pri zložitých tvaroch zlepšuje tvárnosť roztokové žíhanie pred spracovaním za studena. Možné je aj tvarovanie za tepla.
Obrábanie: 17-4PH má hodnotenie obrobiteľnosti približne 45 % v porovnaní s oceľou na voľné obrábanie (hodnotená na 100 %). V starom stave je materiál tvrdší a ťažšie obrábateľný. Najlepšie výsledky dosiahnete strojom v stave A, potom starnutím do konečnej tvrdosti.
Zváranie: 17-4PH je možné zvárať pomocou štandardných procesov, ako sú TIG, MIG a SMAW. Teplo zvárania však môže materiál lokálne zmäknúť.
Odporúča sa tepelné spracovanie po-zvare, aby sa obnovila pevnosť v oblasti zvaru. Na dosiahnutie najlepších výsledkov použite zodpovedajúce prídavné kovy (napríklad 17-4PH alebo 630).
Brúsenie a konečná úprava: Kvôli vysokej tvrdosti v podmienkach starnutia vyžaduje brúsenie vhodný výber kotúča a chladiacej kvapaliny, aby sa zabránilo prehriatiu a poškodeniu povrchu.
Normy a špecifikácie
Plechy a dosky z nehrdzavejúcej ocele 17-4PH sa vyrábajú podľa niekoľkých priemyselných noriem. Pri nákupe si vždy vyžiadajte Mill Test Certificate (MTC), ktorý potvrdzuje súlad so špecifikáciou.
|
Špecifikácia |
Popis |
Použiteľné formuláre |
|
ASTM A693 / A693M |
Štandardná špecifikácia pre zrážacie-kalenie platní, plechov a pásov z nehrdzavejúcej ocele |
Plech, tanier, cievka |
|
AMS 5604 |
Špecifikácia leteckého materiálu pre plech, cievku a platňu 17-4PH |
Plech, cievka, tanier |
|
AMS 5643 |
Špecifikácia leteckého materiálu pre tyč a výkovky 17-4PH |
Tyč, výkovky |
|
ASTM A564 |
Štandardná špecifikácia pre tyče 17-4PH valcované za tepla a za studena{1}}dokončené za tepla{0} |
Barové tvary |
|
UNS S17400 |
Označenie jednotného systému číslovania |
Všetky formy |
|
EN 1.4542 |
európske štandardné označenie |
Všetky formy |
|
JIS SUS630 |
Japonský priemyselný štandard |
Všetky formy |
|
DIN X5CrNiCuNb16-4 |
Nemecké štandardné označenie |
Všetky formy |
Zdroj údajov: Viaceré špecifikácie
Bežne dostupné formuláre:
Plech: Valcovaný za studena-, hrúbka od 0,3 mm do 6 mm
Plech: valcovaný za tepla-, hrúbka od 6 mm do 100 mm alebo viac
Cievka: Presne rezané zvitky alebo hrana frézy, šírka do 1500 mm
Bežné aplikácie
Letectvo a kozmonautika: Lopatky turbín, komponenty kompresorov, časti podvozku a konštrukčné konzoly, kde je rozhodujúca vysoká pevnosť a mierna hmotnosť.
Chemické a petrochemické spracovanie: Hriadele čerpadiel, drieky ventilov a komponenty tlakových nádob, ktoré musia odolávať korozívnym médiám a vysokému mechanickému zaťaženiu.
Spracovanie potravín: Časti zariadení, ktoré vyžadujú odolnosť proti korózii a schopnosť vydržať opakované cykly čistenia a dezinfekcie.
Ropa a plyn: Náradie na vrty, komponenty ústia vrtu a podmorské vybavenie, kde sa vyžaduje vysoká pevnosť a odolnosť voči kyslým plynom. Táto trieda si zachováva svoje vlastnosti až do 316 stupňov (600 stupňov F), vďaka čomu je vhodná pre mnohé aplikácie na ropných poliach.
Námorné inžinierstvo: Vrtuľové hriadele, súčasti čerpadiel a spojovacie prvky-hoci pri nepretržitom vystavení morskej vode zvážte vyššie-triedy molybdénu.
Výroba energie: Súčiastky turbíny a generátora, ktoré pracujú pri miernych teplotách a vyžadujú vysokú spoľahlivosť.
Všeobecné kovoobrábanie: Ozubené kolesá, hriadele, spojovacie prvky, puzdrá a oterové dosky, kde je potrebná vysoká tvrdosť a pevnosť.
Ste pripravení špecifikovať plech z nehrdzavejúcej ocele 17-4PH pre vašu ďalšiu prácu? Kontaktujte náš technický predajný tím ešte dnes na adrese +86 19339900211 alebo Info@jnalloy.com.
Pošlite požadovanú hrúbku, veľkosť a{0}}stav tepelného spracovania, a my vám do 24 hodín vrátime pevnú cenovú ponuku s presnými výpočtami hmotnosti a technickými údajmi.
Vyberte si hárok 17-4PH od výrobcumôžeš dôverovať.
