Care este diferența dintre oțelul 17-4PH și alte oțeluri cu duritate prin precipitare (PH)?

Care este diferența dintre oțelul 17-4PH și alte oțeluri cu duritate prin precipitare (PH)?

Introducere

Oțelurile inoxidabile cu duritate prin precipitare (oțeluri PH) sunt o clasă de aliaje rezistente la coroziune care combină rezistența oțelurilor martensitice și austenitice cu o rezistență excelentă la coroziune. Printre acestea,Oțel inoxidabil 17-4PHeste, probabil, cel mai utilizat datorită proprietăților sale mecanice excepționale și ușurinței de fabricare. Dar cum se compară cu alte clase de pH, cum ar fi 15-5PH, 13-8Mo, 17-7PH și Custom 465? Acest articol analizează în detaliu diferențele de compoziție, tratament termic, proprietăți mecanice, rezistență la coroziune și aplicații.

Prezentare generală a oțelurilor inoxidabile cu călire prin precipitare

Oțelurile care se ecruisează prin precipitare își dobândesc rezistența prin formarea de precipitate fine în matricea oțelului în timpul tratamentelor termice de îmbătrânire. Aceste oțeluri sunt împărțite în trei categorii principale:

1. Oțeluri martensitice PH(de exemplu,17-4PH, 15-5PH)
2. Oțeluri semi-austenitice PH(de exemplu, 17-7PH)
3. Oțeluri austenitice PH(de exemplu, A286)

Fiecare categorie oferă o combinație unică de proprietăți adaptate nevoilor industriale specifice.

17-4PH (UNS S17400): Standardul industriei

Compoziţie:

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

Tratament termicTratat în soluție și învechit (de obicei H900 până la H1150-M)

Proprietăți mecanice (H900):

• Rezistență la tracțiune: 1310 MPa
• Rezistență la curgere: 1170 MPa
• Alungire: 10%
• Duritate: ~44 HRC

Avantaje:

• Rezistență ridicată
• Rezistență moderată la coroziune
• Bună prelucrabilitate
• Sudabil

Aplicații:

• Componente aerospațiale
• Reactoare nucleare
• Supape, arbori, elemente de fixare

Comparație cu alte oțeluri inoxidabile PH

15-5PH (UNS S15500)

Compoziţie:

• Similar cu 17-4PH, dar cu controale mai stricte asupra impurităților
• Cr: 14,0–15,5%
• Ni: 3,5–5,5%
• Cu: 2,5–4,5%

Diferențe cheie:

• Tenacitate transversală mai bună datorită microstructurii mai fine
• Proprietăți mecanice îmbunătățite în secțiuni mai groase

Cazuri de utilizare:

• Piese forjate aerospațiale
• Echipamente de procesare chimică

13-8Mo (UNS S13800)

Compoziţie:

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

Diferențe cheie:

• Duritate și rezistență superioară la coroziune
• Rezistență ridicată la secțiuni transversale mai groase
• Controale stricte ale compoziției pentru utilizare aerospațială

Cazuri de utilizare:

• Componente aerospațiale structurale
• Arcuri de înaltă performanță

17-7PH (UNS S17700)

Compoziţie:

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

Diferențe cheie:

• Semi-austenitic; necesită prelucrare la rece și tratament termic
• Formabilitate mai bună, dar rezistență la coroziune mai mică decât 17-4PH

Cazuri de utilizare:

• Diafragme aerospațiale
• Burduf
• Izvoare

Personalizat 465 (UNS S46500)

Compoziţie:

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

Diferențe cheie:

• Rezistență ultra-înaltă (până la 200 ksi la tracțiune)
• Rezistență excelentă la fractură
• Cost mai mare

Cazuri de utilizare:

• Instrumente chirurgicale
• Elemente de fixare pentru aeronave
• Componentele trenului de aterizare

Comparație tratament termic

Comparație a rezistenței la coroziune

• Cel mai bun:13-8Mo și Custom 465
• Bun:17-4PH și 15-5PH
• Târg:17-7PH

Notă: Niciuna nu se ridică la nivelul rezistenței la coroziune a claselor complet austenitice, cum ar fi 316L.

Prelucrabilitate și sudabilitate

Considerații privind costurile

• Cel mai rentabil:17-4PH
• Grade premium:13-8Mo și Custom 465
• Echilibrat:15-5PH

Compararea aplicațiilor

Rezumat

Concluzie

Deși 17-4PH rămâne oțelul inoxidabil PH preferat pentru multe aplicații generale, fiecare clasă PH alternativă are avantaje distincte care o fac mai potrivită pentru cerințe specifice. Înțelegerea nuanțelor dintre aceste aliaje permite inginerilor de materiale și cumpărătorilor să ia decizii informate bazate pe rezistență, tenacitate, rezistență la coroziune și cost.