ما هو الفرق بين 17-4PH والفولاذات الأخرى التي تخضع للتصلب بالترسيب (PH)؟

ما هو الفرق بين 17-4PH والفولاذات الأخرى التي تخضع للتصلب بالترسيب (PH)؟

مقدمة

الفولاذ المقاوم للصدأ المُصلَّب بالترسيب (فولاذ PH) هو فئة من السبائك المقاومة للتآكل، تجمع بين قوة الفولاذ المارتنسيتي والأوستيني ومقاومة ممتازة للتآكل. من بينها،17-4PH الفولاذ المقاوم للصدأيُعتبر هذا النوع من البوليمرات شائع الاستخدام نظرًا لخصائصه الميكانيكية الاستثنائية وسهولة تصنيعه. ولكن كيف يُقارن بدرجات PH الأخرى مثل 15-5PH، و13-8Mo، و17-7PH، وCustom 465؟ يتعمق هذا المقال في الاختلافات في التركيب، والمعالجة الحرارية، والخصائص الميكانيكية، ومقاومة التآكل، والتطبيقات.

نظرة عامة على الفولاذ المقاوم للصدأ المُصلَّب بالترسيب

تكتسب الفولاذات المُصلدة بالترسيب قوتها من تكوّن رواسب دقيقة في مصفوفة الفولاذ أثناء المعالجة الحرارية للشيخوخة. تُقسّم هذه الفولاذات إلى ثلاث فئات رئيسية:

1. فولاذ مارتنسيتي PH(على سبيل المثال،17-4PH، 15-5PH)
2. الفولاذ PH شبه الأوستنيتي(على سبيل المثال، 17-7PH)
3. الفولاذ الأستينيتي PH(على سبيل المثال، A286)

توفر كل فئة مجموعة فريدة من الخصائص المصممة خصيصًا لتلبية الاحتياجات الصناعية المحددة.

17-4PH (UNS S17400): المعيار الصناعي

تعبير:

• كر: 15.0–17.5%
• ني: 3.0-5.0%
• النحاس: 3.0-5.0%
• Nb (Cb): 0.15–0.45%

المعالجة الحرارية:معالجة بالمحلول وعتيقة (عادةً من H900 إلى H1150-M)

الخصائص الميكانيكية (H900):

• قوة الشد: 1310 ميجا باسكال
• قوة الخضوع: 1170 ميجا باسكال
• الاستطالة: 10%
• الصلابة: ~44 HRC

المزايا:

• قوة عالية
• مقاومة معتدلة للتآكل
• قابلية جيدة للتصنيع
• قابلة للحام

التطبيقات:

• مكونات الفضاء الجوي
• المفاعلات النووية
• الصمامات والأعمدة والمثبتات

مقارنة مع أنواع أخرى من الفولاذ المقاوم للصدأ PH

15-5PH (UNS S15500)

تعبير:

• مشابه لـ 17-4PH، ولكن مع ضوابط أكثر صرامة على الشوائب
• كر: 14.0–15.5%
• ني: 3.5-5.5%
• النحاس: 2.5-4.5%

الاختلافات الرئيسية:

• صلابة عرضية أفضل بسبب البنية الدقيقة
• تحسين الخصائص الميكانيكية في الأقسام الأكثر سمكًا

حالات الاستخدام:

• مطروقات الطيران والفضاء
• معدات المعالجة الكيميائية

13-8Mo (UNS S13800)

تعبير:

• كر: 12.25–13.25%
• ني: 7.5-8.5%
• مو: 2.0-2.5%

الاختلافات الرئيسية:

• صلابة فائقة ومقاومة للتآكل
• قوة عالية في المقاطع العرضية الأكثر سمكًا
• ضوابط صارمة على التركيبة للاستخدام في الفضاء الجوي

حالات الاستخدام:

• المكونات الهيكلية للطيران والفضاء
• نوابض عالية الأداء

17-7PH (UNS S17700)

تعبير:

• كر: 16.0–18.0%
• ني: 6.5-7.75%
• الألومنيوم: 0.75-1.50%

الاختلافات الرئيسية:

• شبه أوستينيتي؛ يتطلب العمل البارد والمعالجة الحرارية
• قابلية تشكيل أفضل ولكن مقاومة أقل للتآكل من 17-4PH

حالات الاستخدام:

• أغشية الفضاء الجوي
• منفاخ
• الينابيع

مخصص 465 (UNS S46500)

تعبير:

• كر: 11.0–13.0%
• ني: 10.75-11.25%
• تيتانيوم: 1.5-2.0%
• مو: 0.75–1.25%

الاختلافات الرئيسية:

• قوة عالية جدًا (تصل إلى 200 ksi من قوة الشد)
• صلابة كسر ممتازة
• تكلفة أعلى

حالات الاستخدام:

• الأدوات الجراحية
• مثبتات الطائرات
• مكونات معدات الهبوط

مقارنة المعالجة الحرارية

مقارنة مقاومة التآكل

• أفضل:13-8Mo و Custom 465
• جيد:17-4PH و15-5PH
• عدل:17-7PH

ملحوظة: لا يوجد أي منها يضاهي مقاومة التآكل للدرجات الأوستينيتية الكاملة مثل 316L.

قابلية التصنيع واللحام

اعتبارات التكلفة

• الأكثر فعالية من حيث التكلفة:17-4PH
• الدرجات الممتازة:13-8Mo و Custom 465
• متوازن:15-5PH

مقارنة التطبيقات

ملخص

خاتمة

بينما يظل 17-4PH الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الحموضة (PH) الخيار الأمثل للعديد من التطبيقات العامة، فإن كل درجة PH بديلة تتميز بمزايا فريدة تجعلها أكثر ملاءمة لمتطلبات محددة. إن فهم الفروق الدقيقة بين هذه السبائك يُمكّن مهندسي المواد والمشترين من اتخاذ قرارات مدروسة بناءً على القوة والمتانة ومقاومة التآكل والتكلفة.