Jaký je rozdíl mezi ocelí 17-4PH a jinými precipitačně zpevňovanými (PH) ocelemi?

Jaký je rozdíl mezi ocelí 17-4PH a jinými precipitačně zpevňovanými (PH) ocelemi?

Zavedení

Precipitačně zpevňované nerezové oceli (oceli PH) jsou třídou korozivzdorných slitin, které kombinují pevnost martenzitických a austenitických ocelí s vynikající odolností proti korozi. Mezi nimi...Nerezová ocel 17-4PHje pravděpodobně nejpoužívanější díky svým výjimečným mechanickým vlastnostem a snadné výrobě. Jak si ale vede v porovnání s jinými jakostmi PH, jako jsou 15-5PH, 13-8Mo, 17-7PH a Custom 465? Tento článek se podrobně zabývá rozdíly ve složení, tepelném zpracování, mechanických vlastnostech, odolnosti proti korozi a aplikacích.

Přehled precipitačně zpevněných nerezových ocelí

Oceli s precipitačním zpevněním získávají svou pevnost tvorbou jemných sraženin v ocelové matrici během tepelného zpracování stárnutím. Tyto oceli se dělí do tří hlavních kategorií:

1. Martenzitické PH oceli(např,17-4PH, 15-5PH)
2. Semiaustenitické PH oceli(např. 17-7PH)
3. Austenitické PH oceli(např. A286)

Každá kategorie nabízí jedinečnou kombinaci vlastností přizpůsobených specifickým průmyslovým potřebám.

17-4PH (UNS S17400): Průmyslový standard

Složení:

• Cr: 15,0–17,5 %
• Ni: 3,0–5,0 %
• Měď: 3,0–5,0 %
• Nb (Cb): 0,15–0,45 %

Tepelné zpracováníOšetřeno roztokem a podrobeno stárnutí (obvykle H900 až H1150-M)

Mechanické vlastnosti (H900):

• Pevnost v tahu: 1310 MPa
• Mez kluzu: 1170 MPa
• Protažení: 10%
• Tvrdost: ~44 HRC

Výhody:

• Vysoká pevnost
• Střední odolnost proti korozi
• Dobrá obrobitelnost
• Svařitelné

Aplikace:

• Letecké a kosmické komponenty
• Jaderné reaktory
• Ventily, hřídele, spojovací prvky

Srovnání s jinými nerezovými ocelemi PH

15-5PH (UNS S15500)

Složení:

• Podobné jako 17-4PH, ale s přísnější kontrolou nečistot
• Cr: 14,0–15,5 %
• Ni: 3,5–5,5 %
• Měď: 2,5–4,5 %

Klíčové rozdíly:

• Lepší příčná houževnatost díky jemnější mikrostruktuře
• Zlepšené mechanické vlastnosti v silnějších profilech

Případy použití:

• Výkovky pro letecký průmysl
• Zařízení pro chemické zpracování

13–8 měsíců (UNS S13800)

Složení:

• Cr: 12,25–13,25 %
• Ni: 7,5–8,5 %
• Mo: 2,0–2,5 %

Klíčové rozdíly:

• Vynikající houževnatost a odolnost proti korozi
• Vysoká pevnost u silnějších průřezů
• Přísné kontroly složení pro použití v leteckém průmyslu

Případy použití:

• Konstrukční letecké komponenty
• Vysoce výkonné pružiny

17-7PH (UNS S17700)

Složení:

• Cr: 16,0–18,0 %
• Ni: 6,5–7,75 %
• Al: 0,75–1,50 %

Klíčové rozdíly:

• Semiaustenitická; vyžaduje tváření za studena a tepelné zpracování
• Lepší tvařitelnost, ale nižší odolnost proti korozi než 17-4PH

Případy použití:

• Letecké membrány
• Měchy
• Pružiny

Vlastní 465 (UNS S46500)

Složení:

• Cr: 11,0–13,0 %
• Ni: 10,75–11,25 %
• Ti: 1,5–2,0 %
• Mo: 0,75–1,25 %

Klíčové rozdíly:

• Ultra vysoká pevnost (tah až 200 ksi)
• Vynikající lomová houževnatost
• Vyšší náklady

Případy použití:

• Chirurgické nástroje
• Spojovací materiál letadel
• Součásti podvozku

Porovnání tepelného zpracování

Porovnání odolnosti proti korozi

• Nejlepší:13-8Mo a Custom 465
• Dobrý:17-4PH a 15-5PH
• Veletrh:17-7PH

Poznámka: Žádná z nich se nevyrovná korozní odolnosti plně austenitických jakostí, jako je 316L.

Obrobitelnost a svařitelnost

Úvaha o nákladech

• Nejvýhodnější z hlediska nákladů:17-4PH
• Prémiové stupně:13-8Mo a Custom 465
• Vyrovnaný:15-5PH

Porovnání aplikací

Shrnutí

Závěr

Ačkoliv ocel 17-4PH zůstává pro mnoho univerzálních aplikací nejpoužívanější nerezovou ocelí PH, každá alternativní jakost PH má zřetelné výhody, díky nimž je lépe vhodná pro specifické požadavky. Pochopení rozdílů mezi těmito slitinami umožňuje materiálovým inženýrům a kupujícím činit informovaná rozhodnutí na základě pevnosti, houževnatosti, odolnosti proti korozi a nákladů.