Qual é a diferença entre 17-4PH e outros aços endurecíveis por precipitação (PH)?

Qual é a diferença entre 17-4PH e outros aços endurecíveis por precipitação (PH)?

Introdução

Aços inoxidáveis endurecíveis por precipitação (aços PH) são uma classe de ligas resistentes à corrosão que combinam a resistência dos aços martensíticos e austeníticos com excelente resistência à corrosão. Entre eles,Aço inoxidável 17-4PHé indiscutivelmente o mais utilizado devido às suas propriedades mecânicas excepcionais e facilidade de fabricação. Mas como ele se compara a outros graus de PH, como 15-5PH, 13-8Mo, 17-7PH e Custom 465? Este artigo analisa em detalhes as diferenças em composição, tratamento térmico, propriedades mecânicas, resistência à corrosão e aplicações.

Visão geral dos aços inoxidáveis endurecidos por precipitação

Os aços endurecíveis por precipitação adquirem resistência a partir da formação de precipitados finos na matriz do aço durante tratamentos térmicos de envelhecimento. Esses aços são divididos em três categorias principais:

1. Aços PH martensíticos(por exemplo,17-4PH, 15-5PH)
2. Aços PH semi-austeníticos(por exemplo, 17-7PH)
3. Aços PH austeníticos(por exemplo, A286)

Cada categoria oferece uma combinação única de propriedades adaptadas às necessidades industriais específicas.

17-4PH (UNS S17400): O padrão da indústria

Composição:

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

Tratamento térmico:Tratado em solução e envelhecido (tipicamente H900 a H1150-M)

Propriedades Mecânicas (H900):

• Resistência à tração: 1310 MPa
• Limite de escoamento: 1170 MPa
• Alongamento: 10%
• Dureza: ~44 HRC

Vantagens:

• Alta resistência
• Resistência moderada à corrosão
• Boa usinabilidade
• Soldável

Aplicações:

• Componentes aeroespaciais
• Reatores nucleares
• Válvulas, eixos, fixadores

Comparação com outros aços inoxidáveis PH

15-5PH (UNS S15500)

Composição:

• Semelhante ao 17-4PH, mas com controles mais rígidos sobre impurezas
• Cr: 14,0–15,5%
• Ni: 3,5–5,5%
• Cu: 2,5–4,5%

Principais diferenças:

• Melhor tenacidade transversal devido à microestrutura mais fina
• Propriedades mecânicas melhoradas em seções mais espessas

Casos de uso:

• Forjados aeroespaciais
• Equipamentos de processamento químico

13-8 meses (UNS S13800)

Composição:

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

Principais diferenças:

• Tenacidade superior e resistência à corrosão
• Alta resistência em seções transversais mais espessas
• Controles rigorosos de composição para uso aeroespacial

Casos de uso:

• Componentes estruturais aeroespaciais
• Molas de alto desempenho

17-7PH (UNS S17700)

Composição:

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

Principais diferenças:

• Semiaustenítico; requer trabalho a frio e tratamento térmico
• Melhor conformabilidade, mas menor resistência à corrosão do que 17-4PH

Casos de uso:

• Diafragmas aeroespaciais
• Fole
• Molas

Personalizado 465 (UNS S46500)

Composição:

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

Principais diferenças:

• Resistência ultra-alta (até 200 ksi de tração)
• Excelente tenacidade à fratura
• Custo mais alto

Casos de uso:

• Instrumentos cirúrgicos
• Fixadores de aeronaves
• Componentes do trem de pouso

Comparação de Tratamento Térmico

Comparação de resistência à corrosão

• Melhor:13-8 meses e personalizado 465
• Bom:17-4PH e 15-5PH
• Justo:17-7PH

Observação: nenhuma delas se compara à resistência à corrosão de aços totalmente austeníticos, como o 316L.

Usinabilidade e Soldabilidade

Consideração de custos

• Mais econômico:17-4PH
• Notas Premium:13-8 meses e personalizado 465
• Equilibrado:15-5PH

Comparação de aplicações

Resumo

Conclusão

Embora o 17-4PH continue sendo o aço inoxidável PH preferido para muitas aplicações de uso geral, cada grau PH alternativo apresenta vantagens distintas que o tornam mais adequado para requisitos específicos. Compreender as nuances entre essas ligas permite que engenheiros de materiais e compradores tomem decisões informadas com base em resistência, tenacidade, resistência à corrosão e custo.