Aký je rozdiel medzi oceľou 17-4PH a inými precipitačne kaliteľnými (PH) oceľami?

Aký je rozdiel medzi oceľou 17-4PH a inými precipitačne kaliteľnými (PH) oceľami?

Úvod

Nerezové ocele s precipitačným vytvrdzovaním (ocele PH) sú triedou zliatin odolných voči korózii, ktoré kombinujú pevnosť martenzitických a austenitických ocelí s vynikajúcou odolnosťou voči korózii. Medzi nimi sú...Nerezová oceľ 17-4PHje pravdepodobne najpoužívanejší vďaka svojim výnimočným mechanickým vlastnostiam a jednoduchej výrobe. Ako si však stojí v porovnaní s inými druhmi PH, ako sú 15-5PH, 13-8Mo, 17-7PH a Custom 465? Tento článok sa podrobne venuje rozdielom v zložení, tepelnom spracovaní, mechanických vlastnostiach, odolnosti proti korózii a aplikáciách.

Prehľad nehrdzavejúcich ocelí s precipitačným kalením

Ocele s precipitačným kalením získavajú svoju pevnosť tvorbou jemných precipitátov v oceľovej matrici počas tepelného spracovania starnutím. Tieto ocele sa delia do troch hlavných kategórií:

1. Martenzitické PH ocele(napr.17-4PH, 15-5PH)
2. Semiaustenitické PH ocele(napr. 17-7PH)
3. Austenitické PH ocele(napr. A286)

Každá kategória ponúka jedinečnú kombináciu nehnuteľností prispôsobených špecifickým priemyselným potrebám.

17-4PH (UNS S17400): Priemyselný štandard

Zloženie:

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

Tepelné spracovanieOšetrené roztokom a podrobené starnutiu (typicky H900 až H1150-M)

Mechanické vlastnosti (H900):

• Pevnosť v ťahu: 1310 MPa
• Medza klzu: 1170 MPa
• Predĺženie: 10%
• Tvrdosť: ~44 HRC

Výhody:

• Vysoká pevnosť
• Stredná odolnosť proti korózii
• Dobrá obrobiteľnosť
• Zvárateľné

Aplikácie:

• Komponenty pre letecký priemysel
• Jadrové reaktory
• Ventily, hriadele, spojovacie prvky

Porovnanie s inými nehrdzavejúcimi oceľami PH

15-5PH (UNS S15500)

Zloženie:

• Podobné ako 17-4PH, ale s prísnejšou kontrolou nečistôt
• Cr: 14,0 – 15,5 %
• Ni: 3,5 – 5,5 %
• Cu: 2,5 – 4,5 %

Kľúčové rozdiely:

• Lepšia priečna húževnatosť vďaka jemnejšej mikroštruktúre
• Zlepšené mechanické vlastnosti v hrubších profiloch

Prípady použitia:

• Výkovky pre letecký priemysel
• Zariadenia na chemické spracovanie

13-8Mo (UNS S13800)

Zloženie:

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

Kľúčové rozdiely:

• Vynikajúca húževnatosť a odolnosť proti korózii
• Vysoká pevnosť pri hrubších prierezoch
• Prísne kontroly zloženia pre použitie v leteckom priemysle

Prípady použitia:

• Štrukturálne letecké komponenty
• Vysoko výkonné pružiny

17-7PH (UNS S17700)

Zloženie:

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

Kľúčové rozdiely:

• Semiaustenitická; vyžaduje tvárnenie za studena a tepelné spracovanie
• Lepšia tvárnosť, ale nižšia odolnosť proti korózii ako 17-4PH

Prípady použitia:

• Letecké membrány
• Mechy
• Pružiny

Vlastný 465 (UNS S46500)

Zloženie:

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

Kľúčové rozdiely:

• Ultra vysoká pevnosť (v ťahu až do 200 ksi)
• Vynikajúca lomová húževnatosť
• Vyššie náklady

Prípady použitia:

• Chirurgické nástroje
• Spojovacie prvky lietadiel
• Komponenty podvozku

Porovnanie tepelného spracovania

Porovnanie odolnosti proti korózii

• Najlepšie:13-8Mo a Custom 465
• Dobré:17-4PH a 15-5PH
• Veľtrh:17-7PH

Poznámka: Žiadna z nich sa nevyrovná odolnosti proti korózii plne austenitických tried ako 316L.

Obrobiteľnosť a zvariteľnosť

Zohľadnenie nákladov

• Najnákladovo najefektívnejšie:17-4PH
• Prémiové stupne:13-8Mo a Custom 465
• Vyvážené:15-5PH

Porovnanie aplikácií

Zhrnutie

Záver

Hoci 17-4PH zostáva pre mnoho univerzálnych aplikácií preferovanou nehrdzavejúcou oceľou PH, každá alternatívna trieda PH má odlišné výhody, vďaka ktorým je vhodnejšia pre špecifické požiadavky. Pochopenie rozdielov medzi týmito zliatinami umožňuje materiálovým inžinierom a kupujúcim robiť informované rozhodnutia na základe pevnosti, húževnatosti, odolnosti proti korózii a nákladov.