Jaka jest różnica między stalą 17-4PH a innymi stalami utwardzanymi wydzieleniowo (PH)?

Jaka jest różnica między stalą 17-4PH a innymi stalami utwardzanymi wydzieleniowo (PH)?

Wstęp

Stale nierdzewne utwardzane wydzieleniowo (stale PH) to klasa stopów odpornych na korozję, które łączą wytrzymałość stali martenzytycznych i austenitycznych z doskonałą odpornością na korozję. Wśród nich znajdują się:Stal nierdzewna 17-4PHjest prawdopodobnie najszerzej stosowany ze względu na wyjątkowe właściwości mechaniczne i łatwość obróbki. Jak jednak wypada w porównaniu z innymi gatunkami PH, takimi jak 15-5PH, 13-8Mo, 17-7PH i Custom 465? W tym artykule szczegółowo omówiono różnice w składzie, obróbce cieplnej, właściwościach mechanicznych, odporności na korozję i zastosowaniach.

Przegląd stali nierdzewnych utwardzanych wydzieleniowo

Stale utwardzane wydzieleniowo zyskują swoją wytrzymałość dzięki tworzeniu się drobnych wydzieleń w osnowie stali podczas obróbki cieplnej starzeniowej. Stale te dzielą się na trzy główne kategorie:

1. Stale martenzytyczne PH(np,17-4PH, 15-5PH)
2. Stale PH półaustenityczne(np. 17-7PH)
3. Stale austenityczne PH(np. A286)

Każda kategoria oferuje unikalną kombinację nieruchomości dostosowanych do konkretnych potrzeb przemysłu.

17-4PH (UNS S17400): Standard branżowy

Kompozycja:

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

Obróbka cieplna: Poddane obróbce roztworem i starzone (zwykle H900 do H1150-M)

Właściwości mechaniczne (H900):

• Wytrzymałość na rozciąganie: 1310 MPa
• Granica plastyczności: 1170 MPa
• Wydłużenie: 10%
• Twardość: ~44 HRC

Zalety:

• Wysoka wytrzymałość
• Umiarkowana odporność na korozję
• Dobra obrabialność
• Spawalny

Aplikacje:

• Komponenty lotnicze
• Reaktory jądrowe
• Zawory, wały, elementy złączne

Porównanie z innymi stalami nierdzewnymi PH

15-5PH (UNS S15500)

Kompozycja:

• Podobny do 17-4PH, ale z bardziej rygorystyczną kontrolą zanieczyszczeń
• Cr: 14,0–15,5%
• Ni: 3,5–5,5%
• Cu: 2,5–4,5%

Kluczowe różnice:

• Lepsza wytrzymałość poprzeczna dzięki drobniejszej mikrostrukturze
• Ulepszone właściwości mechaniczne w grubszych przekrojach

Przypadki użycia:

• Odkuwki lotnicze
• Sprzęt do przetwarzania chemicznego

13-8 miesięcy (UNS S13800)

Kompozycja:

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

Kluczowe różnice:

• Wyjątkowa wytrzymałość i odporność na korozję
• Wysoka wytrzymałość przy grubszych przekrojach poprzecznych
• Ścisłe kontrole składu w zastosowaniach lotniczych

Przypadki użycia:

• Elementy konstrukcyjne lotnictwa i kosmonautyki
• Sprężyny o wysokiej wydajności

17-7PH (UNS S17700)

Kompozycja:

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

Kluczowe różnice:

• Półaustenityczny; wymaga obróbki plastycznej na zimno i cieplnej
• Lepsza formowalność, ale niższa odporność na korozję niż w przypadku 17-4PH

Przypadki użycia:

• Membrany lotnicze
• Miechy
• Źródła

Niestandardowy 465 (UNS S46500)

Kompozycja:

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

Kluczowe różnice:

• Bardzo wysoka wytrzymałość (do 200 ksi rozciągania)
• Doskonała odporność na pękanie
• Wyższy koszt

Przypadki użycia:

• Narzędzia chirurgiczne
• Elementy złączne do samolotów
• Elementy podwozia

Porównanie obróbki cieplnej

Porównanie odporności na korozję

• To, co najlepsze:13-8 miesięcy i niestandardowe 465
• Dobry:17-4PH i 15-5PH
• Sprawiedliwy:17-7PH

Uwaga: Żadna z nich nie dorównuje odpornością na korozję gatunkom w pełni austenitycznym, takim jak 316L.

Skrawalność i spawalność

Rozważenie kosztów

• Najbardziej opłacalne:17-4PH
• Klasy Premium:13-8 miesięcy i niestandardowe 465
• Zrównoważony:15-5PH

Porównanie aplikacji

Streszczenie

Wniosek

Chociaż stal nierdzewna 17-4PH pozostaje najczęściej wybieraną stalą nierdzewną PH do wielu zastosowań ogólnego przeznaczenia, każdy alternatywny gatunek PH ma swoje zalety, które sprawiają, że lepiej nadaje się do konkretnych wymagań. Zrozumienie niuansów między tymi stopami pozwala inżynierom materiałowym i nabywcom podejmować świadome decyzje w oparciu o wytrzymałość, udarność, odporność na korozję i cenę.