Mis vahe on 17-4PH ja teiste sademetega karastuvate (PH) teraste vahel?

Mis vahe on 17-4PH ja teiste sademetega karastuvate (PH) teraste vahel?

Sissejuhatus

Sademetega karastuvate roostevabade teraste (PH-teraste) hulka kuuluvad korrosioonikindlad sulamid, mis ühendavad martensiitsete ja austeniitsete teraste tugevuse suurepärase korrosioonikindlusega. Nende hulgas on17-4PH roostevaba terason oma erakordsete mehaaniliste omaduste ja valmistamise lihtsuse tõttu vaieldamatult kõige laialdasemalt kasutatav teras. Aga kuidas see võrdub teiste PH-klassidega, näiteks 15-5PH, 13-8Mo, 17-7PH ja Custom 465? See artikkel käsitleb põhjalikult koostise, kuumtöötluse, mehaaniliste omaduste, korrosioonikindluse ja rakenduste erinevusi.

Sademetega kõvenevate roostevabast terasest ülevaade

Sademetega karastuvate teraste tugevus tuleneb peente sademete moodustumisest terase maatriksis vanandamise ajal toimuva kuumtöötluse käigus. Need terased jagunevad kolme põhikategooriasse:

1. Martensiitsed PH-terased(nt17-4PH, 15–5PH)
2. Poolausteniitsed PH-terased(nt 17–7PH)
3. Austeniitsed PH-terased(nt A286)

Iga kategooria pakub ainulaadset omaduste kombinatsiooni, mis on kohandatud konkreetsetele tööstuslikele vajadustele.

17-4PH (UNS S17400): Tööstusstandard

Kompositsioon:

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

KuumtöötlusLahustöödeldud ja vanandatud (tavaliselt H900 kuni H1150-M)

Mehaanilised omadused (H900):

• Tõmbetugevus: 1310 MPa
• Voolavuspiir: 1170 MPa
• Venivus: 10%
• Kõvadus: ~44 HRC

Eelised:

• Suur tugevus
• Mõõdukas korrosioonikindlus
• Hea töödeldavus
• Keevitatav

Rakendused:

• Lennunduskomponendid
• Tuumareaktorid
• Ventiilid, võllid, kinnitusdetailid

Võrdlus teiste PH roostevabade terastega

15-5PH (UNS S15500)

Kompositsioon:

• Sarnane 17-4PH-ga, aga lisandite rangema kontrolliga
• Kr: 14,0–15,5%
• Ni: 3,5–5,5%
• Vask: 2,5–4,5%

Peamised erinevused:

• Parem põikisuunaline sitkus tänu peenemale mikrostruktuurile
• Paksemate sektsioonide paremad mehaanilised omadused

Kasutusjuhud:

• Lennundus- ja kosmosetööstuse sepised
• Keemilise töötlemise seadmed

13–8 kuud (UNS S13800)

Kompositsioon:

• Kr: 12,25–13,25%
• Ni: 7,5–8,5%
• Hektoos: 2,0–2,5%

Peamised erinevused:

• Suurepärane vastupidavus ja korrosioonikindlus
• Suur tugevus paksemate ristlõigete korral
• Lennunduses ja kosmoses kasutamiseks range koostise kontroll

Kasutusjuhud:

• Lennunduse ja kosmose konstruktsioonikomponendid
• Suure jõudlusega vedrud

17-7PH (UNS S17700)

Kompositsioon:

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

Peamised erinevused:

• Poolausteniitne; nõuab külmtöötlemist ja kuumtöötlust
• Parem vormitavus, kuid madalam korrosioonikindlus kui 17-4PH-l

Kasutusjuhud:

• Lennundus- ja kosmosemembraanid
• Lõõtsad
• Vedrud

Kohandatud 465 (UNS S46500)

Kompositsioon:

• Kr: 11,0–13,0%
• Ni: 10,75–11,25%
• Titaan: 1,5–2,0%
• Hb: 0,75–1,25%

Peamised erinevused:

• Ülikõrge tugevus (tõmbetugevus kuni 200 ksi)
• Suurepärane purunemiskindlus
• Kõrgem hind

Kasutusjuhud:

• Kirurgilised tööriistad
• Lennuki kinnitusdetailid
• Maandumisteliku komponendid

Kuumtöötluse võrdlus

Korrosioonikindluse võrdlus

• Parim:13-8Mo ja kohandatud 465
• Hea:17-4PH ja 15-5PH
• Õiglane:17-7PH

Märkus: Ükski neist ei vasta täisausteniitsete klasside, näiteks 316L, korrosioonikindlusele.

Töödeldavus ja keevitatavus

Kulude arvestamine

• Kõige kuluefektiivsem:17-4PH
• Premium-klassid:13-8Mo ja kohandatud 465
• Tasakaalustatud:15-5PH

Rakenduste võrdlus

Kokkuvõte

Kokkuvõte

Kuigi 17-4PH jääb paljudes üldotstarbelistes rakendustes eelistatud PH roostevabaks teraseks, on igal alternatiivsel PH-klassil erinevad eelised, mis muudavad selle paremini sobivaks konkreetsete nõuete jaoks. Nende sulamite nüansside mõistmine võimaldab materjaliinseneridel ja ostjatel teha teadlikke otsuseid tugevuse, sitkuse, korrosioonikindluse ja hinna põhjal.