Kuo skiriasi 17-4PH ir kiti nusodinimo būdu grūdinami (PH) plienai?

Kuo skiriasi 17-4PH ir kiti nusodinimo būdu grūdinami (PH) plienai?

Įvadas

Kritulių grūdinimo būdu grūdinami nerūdijantys plienai (PH plienai) yra korozijai atsparių lydinių klasė, kurioje derinamas martensitinių ir austenitinių plienų stiprumas su puikiu atsparumu korozijai. Tarp jų yra17-4PH nerūdijantis plienasdėl išskirtinių mechaninių savybių ir lengvo gamybos proceso, bene plačiausiai naudojamas. Tačiau kaip jis atrodo, palyginti su kitomis PH rūšimis, tokiomis kaip 15-5PH, 13-8Mo, 17-7PH ir „Custom 465“? Šiame straipsnyje išsamiai nagrinėjami sudėties, terminio apdorojimo, mechaninių savybių, atsparumo korozijai ir pritaikymo skirtumai.

Kritulių grūdinimo nerūdijančio plieno apžvalga

Nusodinimu grūdinami plienai įgauna stiprumą dėl smulkių nuosėdų susidarymo plieno matricoje sendinimo terminio apdorojimo metu. Šie plienai skirstomi į tris pagrindines kategorijas:

1. Martensitiniai PH plienai(pvz.,17-4PH, 15–5PH)
2. Pusiau austenitiniai PH plienai(pvz., 17–7 val.)
3. Austenitiniai PH plienai(pvz., A286)

Kiekviena kategorija siūlo unikalų savybių derinį, pritaikytą konkretiems pramonės poreikiams.

17-4PH (UNS S17400): pramonės standartas

Sudėtis:

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

Terminis apdorojimasTirpalu apdorotas ir sendintas (paprastai nuo H900 iki H1150-M)

Mechaninės savybės (H900):

• Tempimo stipris: 1310 MPa
• Takumo riba: 1170 MPa
• Pailgėjimas: 10%
• Kietumas: ~44 HRC

Privalumai:

• Didelio stiprumo
• Vidutinis atsparumas korozijai
• Geras apdirbamumas
• Suvirinamas

Paraiškos:

• Aviacijos ir kosmoso komponentai
• Branduoliniai reaktoriai
• Vožtuvai, velenai, tvirtinimo detalės

Palyginimas su kitais PH nerūdijančiais plienais

15-5PH (UNS S15500)

Sudėtis:

• Panašus į 17-4PH, bet griežčiau kontroliuojant priemaišas
• Kr: 14,0–15,5 %
• Ni: 3,5–5,5 %
• Cu: 2,5–4,5 %

Pagrindiniai skirtumai:

• Didesnis skersinis tvirtumas dėl smulkesnės mikrostruktūros
• Pagerintos mechaninės savybės storesnėse sekcijose

Naudojimo atvejai:

• Aviacijos ir kosmoso kaliniai
• Cheminio apdorojimo įranga

13–8 mėn. (UNS S13800)

Sudėtis:

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

Pagrindiniai skirtumai:

• Puikus tvirtumas ir atsparumas korozijai
• Didelis stiprumas esant storesniems skerspjūviams
• Griežta sudėties kontrolė aviacijos ir kosmoso reikmėms

Naudojimo atvejai:

• Konstrukciniai aviacijos ir kosmoso komponentai
• Didelio našumo spyruoklės

17-7PH (UNS S17700)

Sudėtis:

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

Pagrindiniai skirtumai:

• Pusiau austenitinis; reikalauja šaltojo ir terminio apdorojimo
• Geresnis formavimas, bet mažesnis atsparumas korozijai nei 17-4PH

Naudojimo atvejai:

• Orlaivių diafragmos
• Silfonai
• Springs

Pasirinktinis 465 (UNS S46500)

Sudėtis:

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

Pagrindiniai skirtumai:

• Itin didelis stiprumas (tempimo stipris iki 200 ksi)
• Puikus lūžio atsparumas
• Didesnė kaina

Naudojimo atvejai:

• Chirurginiai įrankiai
• Orlaivių tvirtinimo detalės
• Važiuoklės komponentai

Terminio apdorojimo palyginimas

Atsparumo korozijai palyginimas

• Geriausias:13-8Mo ir Custom 465
• Gerai:17-4PH ir 15-5PH
• Sąžininga:17-7PH

Pastaba: Nė vienas neprilygsta visiškai austenitinių rūšių, tokių kaip 316L, atsparumui korozijai.

Apdorojamumas ir suvirinamumas

Sąnaudų įvertinimas

• Ekonomiškiausias:17-4PH
• Aukščiausios klasės:13-8Mo ir Custom 465
• Subalansuota:15-5PH

Programų palyginimas

Santrauka

Išvada

Nors 17-4PH išlieka pagrindiniu PH nerūdijančiu plienu daugeliui bendrosios paskirties pritaikymų, kiekviena alternatyvi PH rūšis turi savitų pranašumų, dėl kurių ji geriau tinka konkretiems reikalavimams. Šių lydinių niuansų supratimas leidžia medžiagų inžinieriams ir pirkėjams priimti pagrįstus sprendimus, pagrįstus stiprumu, tvirtumu, atsparumu korozijai ir kaina.