एयरोस्पेस, रासायनिक प्रसंस्करण और विद्युत उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले उन्नत स्टेनलेस स्टील के परिवार में,15-7PH स्टेनलेस स्टीलयह अपने संयोजन के लिए अलग दिखता हैउच्च शक्ति, अच्छा संक्षारण प्रतिरोध और ऊष्मा उपचार में बहुमुखी प्रतिभाइस मिश्र धातु के बारे में सबसे अधिक पूछे जाने वाले तकनीकी प्रश्नों में से एक इसके बारे में है।घनत्व और गलनांक सीमाइंजीनियरों द्वारा वजन, तापीय प्रदर्शन और ढलाई या गढ़ाई कार्यों की गणना के लिए दो मूलभूत मापदंड।
इस आलेख में,साकीस्टीलयह विस्तृत व्याख्या प्रदान करता है15-7PH स्टेनलेस स्टील का घनत्व और गलनांक सीमाइसके साथ ही, यह जानकारी भी मिलती है कि ये भौतिक गुण चुनौतीपूर्ण वातावरण में डिजाइन, निर्माण और प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करते हैं।
1. 15-7PH स्टेनलेस स्टील का परिचय
15-7PH(UNS S17700, जिसे टाइप 631 के नाम से भी जाना जाता है) एक हैअवक्षेपण-कठोरता मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टीलप्रदान करने के लिए विकसित किया गयाउच्च शक्ति, कठोरता और संक्षारण प्रतिरोधअच्छी निर्माण विशेषताओं के साथ। "15-7PH" नाम इसकी अनुमानित संरचना से लिया गया है।15% क्रोमियम और 7% निकेलअवक्षेपण सख्त करने के लिए इसमें एल्यूमीनियम मिलाया गया है।
इस मिश्रधातु को एक विशेष ऊष्मा उपचार प्रक्रिया से गुज़ारा जाता है, जिसमें मैट्रिक्स के भीतर महीन अंतरधात्विक यौगिक (मुख्यतः Ni₃Al) बनते हैं, जिससे कठोरता को कम किए बिना मजबूती में काफी वृद्धि होती है। इसी कारण 15-7PH का व्यापक रूप से उपयोग निम्नलिखित में किया जाता है:
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एयरोस्पेस स्प्रिंग्स और डायाफ्राम
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रासायनिक प्रक्रिया उपकरण
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उच्च तापमान वाले फास्टनर
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विद्युत उत्पादन घटक
इसे समझनाघनत्व और गलनांक विशेषताएँसटीक वजन गणना और थर्मल प्रक्रिया डिजाइन के लिए यह आवश्यक है।
2. 15-7PH की रासायनिक संरचना
| तत्व | सामान्य सामग्री (%) | उद्देश्य |
|---|---|---|
| क्रोमियम (Cr) | 14.0 – 16.0 | संक्षारण प्रतिरोध और मजबूती |
| निकेल (Ni) | 6.5 – 7.8 | कठोरता और मार्टेन्सिटिक स्थिरता |
| एल्युमिनियम (Al) | 0.75 – 1.5 | अवक्षेपण सख्त होना |
| कार्बन (C) | ≤ 0.09 | शक्ति नियंत्रण |
| मैंगनीज (Mn) | ≤ 1.00 | डीऑक्सीडाइज़र |
| सिलिकॉन (Si) | ≤ 1.00 | ऑक्सीकरण प्रतिरोध में सुधार करता है |
| फॉस्फोरस (P) | ≤ 0.04 | लचीलेपन के लिए इसे कम रखा गया है। |
| सल्फर (एस) | ≤ 0.03 | मशीन की |
| लोहा (Fe) | संतुलन | आधार तत्व |
यह सावधानीपूर्वक संतुलित संरचना दोनों को सीधे प्रभावित करती है।घनत्वऔरगलनांक सीमाक्योंकि निकेल, क्रोमियम और एल्युमीनियम तीनों के परमाणु भार और ऊष्मीय व्यवहार अलग-अलग होते हैं।
3. 15-7PH स्टेनलेस स्टील का घनत्व
घनत्वकिसी धातु का घनत्व उसके प्रति इकाई आयतन द्रव्यमान को परिभाषित करता है और यह निम्नलिखित के लिए एक प्रमुख पैरामीटर है:
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घटकों के भार की गणना
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संरचनात्मक डिजाइन
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द्रव विस्थापन और उत्प्लावन की गणना
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सामग्री चयन में द्रव्यमान और आयतन के बीच रूपांतरण
15-7PH स्टेनलेस स्टील के लिए,सामान्य घनत्व लगभग इतना होता है:
7.80 ग्राम/सेमी³ (7800 किलोग्राम/सेमी³)
यह मान अन्य मार्टेन्सिटिक और प्रेसिपिटेशन-हार्डनिंग स्टेनलेस स्टील्स जैसे 17-4PH (7.75 g/cm³) और 17-7PH (7.81 g/cm³) के मान के करीब है।
3.1 घनत्व रूपांतरण तालिका
| इकाई | कीमत |
|---|---|
| ग्राम/सेमी³ | 7.80 |
| किलोग्राम/मी³ | 7800 |
| पाउंड/इंच³ | 0.282 |
| पाउंड/फीट³ | 487 |
यह मध्यम घनत्व सुनिश्चित करता है कि 15-7PH एकउच्च शक्ति-से-भार अनुपातयह इसे एयरोस्पेस और उच्च-प्रदर्शन वाले यांत्रिक घटकों के लिए विशेष रूप से आकर्षक बनाता है, जहां हर ग्राम मायने रखता है।
4. 15-7PH स्टेनलेस स्टील का गलनांक सीमा
गलनांक सीमामिश्रधातु का तापमान उसके ठोस (पिघलने की शुरुआत) और तरल (पूरी तरह से पिघले हुए) बिंदुओं के बीच के तापमान अंतराल को दर्शाता है। शुद्ध धातुओं के विपरीत, जिनका एक ही गलनांक होता है, स्टेनलेस स्टील जैसी जटिल मिश्रधातुएं कई तापमान अंतरालों में पिघलती हैं।तापमान की रेंजइनके घटक तत्वों के गलनांक तापमान में भिन्नता के कारण।
के लिए15-7PH स्टेनलेस स्टील,विशिष्ट गलनांक सीमाहै:
1400 – 1450 डिग्री सेल्सियस (2550 – 2640 डिग्री फारेनहाइट)
यह रेंज अन्य उच्च-क्रोमियम, निकेल-युक्त प्रेसिपिटेशन-हार्डनिंग स्टील्स के अनुरूप है।
4.1 गलनांक सीमा संदर्भ
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17-4PH:1400 – 1440 डिग्री सेल्सियस
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17-7PH:1400 – 1455 डिग्री सेल्सियस
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15-5PH:1400 – 1450 डिग्री सेल्सियस
इस प्रकार, 15-7PH उसी सामान्य सीमा के भीतर आता है, लेकिन एल्यूमीनियम के प्रभाव के कारण थोड़ा अधिक सॉलिडस दिखा सकता है, जो गलनांक को मामूली रूप से बढ़ा देता है।
5. घनत्व और गलनांक सीमा को प्रभावित करने वाले कारक
5.1 रासायनिक संरचना
क्रोमियम, निकेल और एल्युमीनियम का अनुपात यह निर्धारित करता है कि परमाणु कितने निकट से पैक किए गए हैं और पिघलने के दौरान परमाणु बंधों को तोड़ने के लिए कितनी ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
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क्रोमियमइससे कठोरता और गलनांक बढ़ जाता है।
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निकलइससे मजबूती तो बढ़ती है लेकिन घनत्व थोड़ा कम हो जाता है।
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अल्युमीनियमयह मजबूती में योगदान देता है और गलनांक को थोड़ा बढ़ा देता है।
5.2 ऊष्मा उपचार
हालांकि ऊष्मा उपचार के दौरान घनत्व में केवल मामूली परिवर्तन होता है (0.1% से कम),ऊष्मीय विस्तार और चरण परिवर्तनआयतन प्रभावित हो सकता है। एजिंग ट्रीटमेंट (जैसे, RH950 या TH1050) से आकार में छोटे बदलाव हो सकते हैं, लेकिन इनका थोक घनत्व पर कोई खास असर नहीं पड़ता।
5.3 अशुद्धियाँ और मिश्रधातु सहनशीलता
सूक्ष्म अशुद्धियाँ या संरचनात्मक विचलन गलनांक सीमा को 10-20 डिग्री सेल्सियस तक स्थानांतरित कर सकते हैं, लेकिन इंजीनियरिंग उद्देश्यों के लिए ये भिन्नताएं आमतौर पर नगण्य होती हैं।
6. इंजीनियरिंग डिजाइन में घनत्व और गलनांक सीमा का महत्व
6.1 भार और संरचनात्मक गणनाएँ
सटीक घनत्व जानने से डिज़ाइनर घटकों के वज़न की सटीक गणना कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, विमान अनुप्रयोगों में, 316L स्टेनलेस स्टील के एक हिस्से (घनत्व 8.0 ग्राम/सेमी³) को 15-7PH से बदलने पर कुल वज़न कम हो जाता है, जबकि मजबूती बढ़ती है, ईंधन दक्षता और प्रदर्शन में सुधार होता है।
6.2 ढलाई और गढ़ाई संचालन
पिघलने की सीमा भट्टी के तापमान, साँचे के डिज़ाइन और ठोसकरण नियंत्रण को निर्धारित करती है। पिघलने की संकीर्ण सीमा ढलाई के दौरान पृथक्करण और छिद्रता को कम करने में सहायक होती है।
के लिए15-7PHइष्टतम पिघलने पर नियंत्रण से सुसंगत सूक्ष्म संरचना और एकसमान यांत्रिक गुण सुनिश्चित होते हैं।
6.3 वेल्डिंग और ब्रेज़िंग
15-7PH वेल्डिंग या जॉइनिंग करते समय, ऊष्मा-प्रभावित क्षेत्र में अत्यधिक दाने के विकास या आंशिक पिघलने से बचने के लिए गलनांक सीमा को समझना अत्यंत महत्वपूर्ण है। उचित नियंत्रण से विकृति से बचा जा सकता है और जोड़ की मज़बूती सुनिश्चित होती है।
6.4 तापीय विस्तार और ऊष्मा उपचार डिजाइन
घनत्व और गलनांक संबंधी डेटा प्रसंस्करण के दौरान आयतन परिवर्तन और ऊष्मीय तनावों का अनुमान लगाने में सहायक होते हैं। इंजीनियर इस डेटा का उपयोग एनीलिंग, एजिंग या सॉल्यूशन ट्रीटमेंट चक्रों को अनुकूलित करने के लिए करते हैं।
7. 15-7PH के भौतिक गुणों का सारांश
| संपत्ति | विशिष्ट मान | इकाई |
|---|---|---|
| घनत्व | 7.80 | ग्राम/सेमी³ |
| गलनांक सीमा | 1400–1450 | डिग्री सेल्सियस |
| प्रत्यास्थ मापांक | 200 | जीपीए |
| विशिष्ट गर्मी की क्षमता | 460 | J/kg·K |
| ऊष्मीय चालकता | 16.7 | डब्ल्यू/एम·के |
| विस्तार गुणांक | 10.9 × 10⁻⁶ | /°C |
| विद्युत प्रतिरोधकता | 0.00074 | Ω·सेमी |
इन भौतिक विशेषताओं के कारण 15-7PH दोनोंसंरचनात्मक रूप से कुशल और ऊष्मीय रूप से स्थिरशून्य से नीचे के तापमान से लेकर लगभग तक के उपयोग के लिए उपयुक्त।550 डिग्री सेल्सियस (1020 डिग्री फारेनहाइट).
8. 17-4PH स्टेनलेस स्टील के साथ तुलना
| संपत्ति | 15-7PH | 17-4PH |
|---|---|---|
| घनत्व (ग्राम/सेमी³) | 7.80 | 7.75 |
| गलनांक सीमा (°C) | 1400–1450 | 1400–1440 |
| कठोरता तत्व | अल्युमीनियम | ताँबा |
| अधिकतम सेवा तापमान (°C) | 550 | 315 |
| ताकत (वृद्धावस्था) | बहुत ऊँचा | उच्च |
| संक्षारण प्रतिरोध | अच्छा | बहुत अच्छा |
हालांकि घनत्व लगभग समान हैं, 15-7PH प्रदान करता हैउच्च शक्ति और अधिक उच्च तापमान स्थिरताजबकि 17-4PH बेहतर संक्षारण प्रतिरोध और आसान वेल्डिंग क्षमता प्रदान करता है।
9. औद्योगिक अनुप्रयोग जहाँ घनत्व और गलनांक सीमा मायने रखती है
9.1 एयरोस्पेस
मध्यम घनत्व के कारण उत्कृष्ट शक्ति-से-भार अनुपात 15-7PH को आदर्श बनाता है।एयरोस्पेस फास्टनर, बेल्लो और डायाफ्रामइंजीनियर भार वहन क्षमता से समझौता किए बिना पतले और हल्के पुर्जे डिजाइन कर सकते हैं।
9.2 ऊर्जा और विद्युत उत्पादन
गैस टरबाइन या परमाणु प्रणालियों में, घटकों को यांत्रिक तनाव और उच्च परिचालन तापमान दोनों का सामना करना पड़ता है। मिश्र धातु की गलनांक सीमा सुनिश्चित करती है।थर्मल सुरक्षा मार्जिनलगभग 600 डिग्री सेल्सियस के वातावरण में।
9.3 रासायनिक और प्रक्रिया उपकरण
वाल्व, स्प्रिंग और उच्च दबाव वाले फिटिंग के लिए, घनत्व, संक्षारण प्रतिरोध और तापीय सहनशीलता का संयोजन चक्रीय परिस्थितियों में स्थिर प्रदर्शन को सक्षम बनाता है।
10. घनत्व का उपयोग करके भार गणना का उदाहरण
एक व्यावहारिक उदाहरण से पता चलता है कि इंजीनियर घनत्व डेटा का उपयोग कैसे करते हैं।
अवयव:15-7PH तार की छड़, व्यास 50 मिमी, लंबाई 1 मीटर
आयतन = π × (25²) × 1000 mm³ = 1.963 × 10⁶ mm³ = 1.963 × 10⁻³ m³
वजन = 1.963 × 10⁻³ मीटर³ × 7800 किलोग्राम/मीटर³ =15.3 किलोग्राम
एयरोस्पेस और ऑटोमोटिव डिजाइन में यह सटीक गणना महत्वपूर्ण है, जहां द्रव्यमान में छोटे अंतर भी संतुलन और दक्षता को प्रभावित करते हैं।
11. गलनांक सीमा पर आधारित तापीय प्रसंस्करण दिशानिर्देश
सामग्री की अखंडता बनाए रखने के लिए, औद्योगिक प्रोसेसरों को मिश्र धातु के सॉलिडस तापमान से नीचे ऊष्मा उपचार करना चाहिए।
के लिए15-7PHनिम्नलिखित तापमान सीमाएं अनुशंसित हैं:
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समाधान उपचार:1035–1050 डिग्री सेल्सियस
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बुढ़ापा:510–565 डिग्री सेल्सियस
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फोर्जिंग रेंज:1150–900 डिग्री सेल्सियस
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अधिक गरम होने से बचें:1350 डिग्री सेल्सियस
ये पैरामीटर मिश्र धातु को उसके गलनांक (1400 डिग्री सेल्सियस) से काफी नीचे रखते हैं, जिससे सूक्ष्म संरचनात्मक नियंत्रण सुनिश्चित होता है और प्रारंभिक गलनांक को रोका जा सकता है।
12. भौतिक गुणों के परिप्रेक्ष्य से 15-7PH के लाभ
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संतुलित घनत्व:अनावश्यक वजन के बिना मजबूत घटक प्रदान करता है।
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उच्च गलनांक सीमा:यह उत्कृष्ट तापीय स्थिरता और प्रसंस्करण में बहुमुखी प्रतिभा प्रदान करता है।
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आयामी स्थिरता:ऊष्मा उपचार के दौरान न्यूनतम विरूपण।
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विश्वसनीय शक्ति-से-भार अनुपात:संरचनात्मक और गतिशील भागों के लिए आदर्श।
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स्थिर भौतिक गुणधर्म:विस्तृत सेवा तापमानों पर भी इसे बनाए रखा जा सकता है।
इन फायदों के कारण 15-7PH उन इंजीनियरों के लिए पसंदीदा विकल्प बन जाता है जो प्रदर्शन, वजन और लागत के बीच संतुलन बनाए रखना चाहते हैं।
13. साकीस्टील में गुणवत्ता नियंत्रण और परीक्षण
साकीस्टीलयह सुनिश्चित करता है कि 15-7PH स्टेनलेस स्टील का प्रत्येक बैच सख्त भौतिक और यांत्रिक मानकों को पूरा करता है। प्रत्येक बैच निम्नलिखित प्रक्रियाओं से गुजरता है:
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हाइड्रोस्टैटिक या आयामी विश्लेषण द्वारा घनत्व का सत्यापन
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स्पेक्ट्रोमेट्रिक संघटन विश्लेषण
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नियंत्रित भट्टी परीक्षणों से गलनांक सत्यापन
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कठोरता और तन्यता गुणों का परीक्षण
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अल्ट्रासोनिक और सतह निरीक्षण
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ASTM A693 / AMS 5520 / AMS 5659 मानकों के अनुरूप प्रमाणन
(लोगो SAKYSTEEL)
प्रत्येक उत्पाद को हीट नंबर द्वारा पूरी तरह से ट्रैक किया जा सकता है और अंतरराष्ट्रीय अनुपालन के लिए EN 10204 3.1 या 3.2 प्रमाणपत्रों के साथ आपूर्ति की जाती है।
14. उत्पाद के प्रकार और आपूर्ति श्रेणी
SAKYSTEEL कई रूपों में 15-7PH स्टेनलेस स्टील की आपूर्ति करता है:
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गोल छड़ें और रॉड:हॉट-रोल्ड, फोर्ज्ड या कोल्ड-ड्रॉन
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प्लेटें और शीटें:एनील्ड या पुरानी स्थितियाँ
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तार और पट्टियाँ:स्प्रिंग और डायाफ्राम के लिए
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फोर्जिंग और रिंग:चित्र के अनुसार बनाया गया
सभी उत्पाद मानक और कस्टम साइज़ में उपलब्ध हैं, ग्राहक की विशिष्टताओं के अनुसार सटीक रूप से काटे जाते हैं, और वैश्विक शिपिंग सहायता उपलब्ध है।
15. व्यावहारिक इंजीनियरिंग अंतर्दृष्टि
थर्मल लोड की गणना करते समय या दबावयुक्त प्रणालियों को डिजाइन करते समय,घनत्वद्रव्यमान जड़त्व को परिभाषित करता है, जबकिगलनांक सीमासुरक्षा सीमाओं को परिभाषित करता है।
उदाहरण के लिए:
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विमान इंजनों में, घनत्व घूर्णीय संतुलन निर्धारित करता है।
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हीट एक्सचेंजर में, गलनांक सीमा का ज्ञान होने से अत्यधिक गर्मी की घटनाओं के दौरान संरचनात्मक क्षति से बचने में मदद मिलती है।
इस प्रकार, ये दोनों मूल्य केवल भौतिक तथ्य नहीं हैं - वे हैंइंजीनियरिंग की मूल बातेंप्रदर्शन अनुकूलन के लिए।
16. पारंपरिक स्टेनलेस स्टील के साथ तुलना
| संपत्ति | 15-7PH | 304 | 316एल |
|---|---|---|---|
| घनत्व (ग्राम/सेमी³) | 7.80 | 8.00 | 8.03 |
| गलनांक सीमा (°C) | 1400–1450 | 1400–1455 | 1370–1400 |
| उपज सामर्थ्य (एमपीए) | 1100+ | 205 | 290 |
| अधिकतम सेवा तापमान (°C) | 550 | 425 | 425 |
यह तुलना दर्शाती है कि15-7PH असाधारण मजबूती प्रदान करता हैऑस्टेनिटिक ग्रेड के लगभग समान घनत्व और उच्च तापमान सहनशीलता के साथ।
17. पर्यावरण और सुरक्षा संबंधी विचार
मिश्र धातु का मध्यम घनत्व और उच्च गलनांक इसकी स्थिरता और सुरक्षा में योगदान करते हैं:
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कम घनत्व से संरचना का समग्र वजन कम हो जाता है, जिससे ऊर्जा की बचत होती है।
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उच्च गलनांक सीमा व्यापक तापीय सुरक्षा मार्जिन प्रदान करती है।
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स्थिर ऑक्साइड फिल्म रखरखाव और प्रतिस्थापन चक्रों को कम करती है।
दीर्घकालीन सेवा में, इसका अर्थ यह है किजीवनचक्र लागत कम करेंऔरअधिक विश्वसनीयता.
18. संदर्भित उद्योग मानक
15-7PH स्टेनलेस स्टील निम्नलिखित मानकों के अनुरूप है:
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एएसटीएम ए693– अवक्षेपण-कठोरता वाली स्टेनलेस स्टील प्लेट, शीट और स्ट्रिप
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एएमएस 5659 / एएमएस 5520– एयरोस्पेस सामग्री विनिर्देश
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यूएनएस एस17700– एकीकृत क्रमांकन प्रणाली
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SAE 631 मिश्र धातु पदनाम
ये मानक गुणवत्ता नियंत्रण में उपयोग किए जाने वाले घनत्व और गलनांक सीमा मापदंडों सहित इसकी भौतिक, यांत्रिक और रासायनिक आवश्यकताओं को परिभाषित करते हैं।
19. मुख्य आंकड़ों का सारांश
| संपत्ति | 15-7PH स्टेनलेस स्टील |
|---|---|
| घनत्व | 7.80 ग्राम/सेमी³ (7800 किलोग्राम/सेमी³) |
| गलनांक सीमा | 1400 – 1450 डिग्री सेल्सियस (2550 – 2640 डिग्री फारेनहाइट) |
| ताकत (वृद्धावस्था) | 1250–1450 एमपीए |
| अधिकतम सेवा तापमान | 550 डिग्री सेल्सियस |
| संरचना | मार्टेन्सिटिक, अवक्षेपण-कठोर |
| कठोरता चरण | Ni₃Al |
| आवेदन | एयरोस्पेस, रसायन, ऊर्जा, सटीक घटक |
20. निष्कर्ष
घनत्व और गलनांक सीमा15-7PH स्टेनलेस स्टील का —7.80 ग्राम/सेमी³और1400–1450 डिग्री सेल्सियसक्रमशः — इसकी प्रतिष्ठा को परिभाषित करते हैंउच्च शक्ति, ऊष्मीय रूप से स्थिर मिश्र धातुसबसे अधिक मांग वाले उद्योगों के लिए उपयुक्त।
इसका संतुलित वजन, व्यापक ताप सहनशीलता और स्थिर सूक्ष्म संरचना इसे यांत्रिक तनाव और उच्च तापमान दोनों के संपर्क में आने वाले घटकों के लिए एक विश्वसनीय सामग्री बनाती है।
At साकीस्टीलहम बार, प्लेट, तार और कस्टम रूपों में प्रमाणित 15-7PH स्टेनलेस स्टील उपलब्ध कराने में विशेषज्ञ हैं, जो सभी अंतरराष्ट्रीय मानकों के अनुरूप परीक्षित और ट्रेस करने योग्य हैं। हमारा ध्यान गुणवत्तापूर्ण उत्पाद प्रदान करने पर केंद्रित है।सतत गुणवत्ता, सटीक मशीनिंग और विश्वसनीय प्रदर्शनविश्वभर के ग्राहकों के लिए।
पोस्ट करने का समय: 29 अक्टूबर 2025