Vad är skillnaden mellan 17-4PH och andra nederbördshärdande (PH) stål?

Vad är skillnaden mellan 17-4PH och andra nederbördshärdande (PH) stål?

Introduktion

Utskiljningshärdande rostfria stål (PH-stål) är en klass av korrosionsbeständiga legeringar som kombinerar styrkan hos martensitiska och austenitiska stål med utmärkt korrosionsbeständighet. Bland dem,17-4PH rostfritt stålär utan tvekan den mest använda tack vare dess exceptionella mekaniska egenskaper och enkla tillverkning. Men hur står sig den i jämförelse med andra pH-kvaliteter som 15-5PH, 13-8Mo, 17-7PH och Custom 465? Den här artikeln fördjupar sig i skillnaderna i sammansättning, värmebehandling, mekaniska egenskaper, korrosionsbeständighet och tillämpningar.

Översikt över utskiljningshärdande rostfria stål

Utskiljningshärdande stål får sin hållfasthet genom bildandet av fina utskiljningar i stålmatrisen under åldringsvärmebehandlingar. Dessa stål är indelade i tre huvudkategorier:

1. Martensitiska PH-stål(till exempel,17-4PH, 15-5PH)
2. Semiaustenitiska PH-stål(t.ex. 17-7PH)
3. Austenitiska PH-stål(t.ex. A286)

Varje kategori erbjuder en unik kombination av egenskaper skräddarsydda för specifika industriella behov.

17-4PH (UNS S17400): Branschstandarden

Sammansättning:

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

VärmebehandlingLösningsbehandlad och åldrad (vanligtvis H900 till H1150-M)

Mekaniska egenskaper (H900):

• Draghållfasthet: 1310 MPa
• Sträckgräns: 1170 MPa
• Förlängning: 10%
• Hårdhet: ~44 HRC

Fördelar:

• Hög hållfasthet
• Måttlig korrosionsbeständighet
• God bearbetbarhet
• Svetsbar

Applikationer:

• Flygkomponenter
• Kärnreaktorer
• Ventiler, axlar, fästelement

Jämförelse med andra PH-rostfria stål

15-5PH (UNS S15500)

Sammansättning:

• Liknar 17-4PH, men med strängare kontroller av föroreningar
• Cr: 14,0–15,5 %
• Ni: 3,5–5,5 %
• Cu: 2,5–4,5 %

Viktiga skillnader:

• Bättre tvärgående seghet tack vare finare mikrostruktur
• Förbättrade mekaniska egenskaper i tjockare sektioner

Användningsfall:

• Smidestycken för flyg- och rymdindustrin
• Kemisk bearbetningsutrustning

13–8 månader (UNS S13800)

Sammansättning:

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

Viktiga skillnader:

• Överlägsen seghet och korrosionsbeständighet
• Hög hållfasthet vid tjockare tvärsnitt
• Stränga kompositionskontroller för användning inom rymdfart

Användningsfall:

• Strukturella flyg- och rymdkomponenter
• Högpresterande fjädrar

17-7PH (UNS S17700)

Sammansättning:

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

Viktiga skillnader:

• Semiaustenitisk; kräver kallbearbetning och värmebehandling
• Bättre formbarhet men lägre korrosionsbeständighet än 17-4PH

Användningsfall:

• Membran för flyg- och rymdindustrin
• Bälg
• Fjädrar

Anpassad 465 (UNS S46500)

Sammansättning:

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

Viktiga skillnader:

• Ultrahög hållfasthet (upp till 200 ksi draghållfasthet)
• Utmärkt brottstyrka
• Högre kostnad

Användningsfall:

• Kirurgiska verktyg
• Flygplansfästen
• Komponenter för landningsställ

Jämförelse av värmebehandling

Jämförelse av korrosionsbeständighet

• Bäst:13-8Mon och Custom 465
• Bra:17-4PH och 15-5PH
• Rättvis:17-7PH

Obs: Ingen matchar korrosionsbeständigheten hos helt austenitiska kvaliteter som 316L.

Bearbetbarhet och svetsbarhet

Kostnadsövervägande

• Mest kostnadseffektiv:17-4PH
• Premiumkvaliteter:13-8Mon och Custom 465
• Balanserad:15-5PH

Jämförelse av applikationer

Sammanfattning

Slutsats

Medan 17-4PH fortfarande är det vanligaste PH-rostfria stålet för många allmänna tillämpningar, har varje alternativ PH-kvalitet distinkta fördelar som gör det bättre lämpat för specifika krav. Att förstå nyanserna mellan dessa legeringar gör det möjligt för materialingenjörer och köpare att fatta välgrundade beslut baserade på hållfasthet, seghet, korrosionsbeständighet och kostnad.