ความแตกต่างระหว่าง 17-4PH กับเหล็กชุบแข็งแบบตกตะกอน (PH) อื่นๆ คืออะไร?

ความแตกต่างระหว่าง 17-4PH กับเหล็กชุบแข็งแบบตกตะกอน (PH) อื่นๆ คืออะไร?

การแนะนำ

เหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งแบบตกตะกอน (เหล็ก PH) เป็นโลหะผสมที่ทนทานต่อการกัดกร่อนชนิดหนึ่งที่ผสานความแข็งแกร่งของเหล็กมาร์เทนซิติกและออสเทนนิติกเข้ากับคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม ในบรรดาโลหะผสมเหล่านี้สแตนเลส 17-4PHถือได้ว่าเป็นที่นิยมใช้กันมากที่สุด เนื่องจากคุณสมบัติเชิงกลที่โดดเด่นและการผลิตที่ง่ายดาย แต่เมื่อเทียบกับเกรด PH อื่นๆ เช่น 15-5PH, 13-8Mo, 17-7PH และ Custom 465 แล้ว บทความนี้จะเจาะลึกถึงความแตกต่างในด้านองค์ประกอบ การอบชุบด้วยความร้อน คุณสมบัติเชิงกล ความต้านทานการกัดกร่อน และการใช้งาน

ภาพรวมของสเตนเลสสตีลที่แข็งตัวโดยการตกตะกอน

เหล็กกล้าชุบแข็งแบบตกตะกอน (Precipitation-hardening steel) ได้รับความแข็งแรงจากการเกิดตะกอนละเอียดในเมทริกซ์เหล็กระหว่างการอบชุบด้วยความร้อน เหล็กกล้าเหล่านี้แบ่งออกเป็นสามประเภทหลัก:

1. เหล็กกล้า PH มาร์เทนซิติก(เช่น,17-4PH, 15-5PH)
2. เหล็กกล้า PH กึ่งออสเทนนิติก(เช่น 17-7PH)
3. เหล็กกล้าออสเทนนิติก PH(เช่น A286)

แต่ละประเภทมีคุณสมบัติที่ผสมผสานกันอย่างลงตัวตามความต้องการเฉพาะของอุตสาหกรรม

17-4PH (UNS S17400): มาตรฐานอุตสาหกรรม

องค์ประกอบ:

• เครดิต: 15.0–17.5%
• นิกเกิล: 3.0–5.0%
• ทองแดง: 3.0–5.0%
• ไนอะซิน (Cb): 0.15–0.45%

การอบด้วยความร้อน:ผ่านการบำบัดด้วยสารละลายและบ่ม (โดยทั่วไปคือ H900 ถึง H1150-M)

คุณสมบัติเชิงกล (H900):

• ความต้านทานแรงดึง: 1310 MPa
• ความแข็งแรงการยืดหยุ่น: 1170 MPa
• การยืดตัว: 10%
• ความแข็ง: ~44 HRC

ข้อดี:

• ความแข็งแรงสูง
• ความต้านทานการกัดกร่อนปานกลาง
• ความสามารถในการตัดเฉือนที่ดี
• เชื่อมได้

แอปพลิเคชัน:

• ส่วนประกอบการบินและอวกาศ
• เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
• วาล์ว เพลา ตัวยึด

การเปรียบเทียบกับสเตนเลส PH อื่นๆ

15-5PH (UNS S15500)

องค์ประกอบ:

• คล้ายกับ 17-4PH แต่มีการควบคุมสิ่งเจือปนที่เข้มงวดยิ่งขึ้น
• เครดิต: 14.0–15.5%
• นิกเกิล: 3.5–5.5%
• ทองแดง: 2.5–4.5%

ความแตกต่างที่สำคัญ:

• ความเหนียวตามขวางที่ดีขึ้นเนื่องจากโครงสร้างจุลภาคที่ละเอียดกว่า
• คุณสมบัติเชิงกลที่ดีขึ้นในส่วนที่หนาขึ้น

กรณีการใช้งาน:

• การตีขึ้นรูปอากาศยาน
• อุปกรณ์แปรรูปสารเคมี

13-8 เดือน (UNS S13800)

องค์ประกอบ:

• เครดิต: 12.25–13.25%
• นิกเกิล: 7.5–8.5%
• โม: 2.0–2.5%

ความแตกต่างที่สำคัญ:

• ความเหนียวและทนต่อการกัดกร่อนที่เหนือกว่า
• ความแข็งแรงสูงที่หน้าตัดที่หนาขึ้น
• การควบคุมองค์ประกอบที่เข้มงวดสำหรับการใช้งานในอวกาศ

กรณีการใช้งาน:

• ส่วนประกอบโครงสร้างอากาศยาน
• สปริงประสิทธิภาพสูง

17-7PH (UNS S17700)

องค์ประกอบ:

• เครดิต: 16.0–18.0%
• นิกเกิล: 6.5–7.75%
• อัล: 0.75–1.50%

ความแตกต่างที่สำคัญ:

• กึ่งออสเทนนิติก ต้องใช้การทำงานเย็นและการอบด้วยความร้อน
• ความสามารถในการขึ้นรูปที่ดีกว่าแต่มีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำกว่า 17-4PH

กรณีการใช้งาน:

• ไดอะแฟรมอากาศยาน
• หีบเพลง
• สปริงส์

กำหนดเอง 465 (UNS S46500)

องค์ประกอบ:

• เครดิต: 11.0–13.0%
• นิกเกิล: 10.75–11.25%
• ไทอะมีน: 1.5–2.0%
• โม: 0.75–1.25%

ความแตกต่างที่สำคัญ:

• ความแข็งแรงสูงพิเศษ (แรงดึงสูงสุด 200 ksi)
• ความทนทานต่อการแตกหักที่ยอดเยี่ยม
• ต้นทุนที่สูงขึ้น

กรณีการใช้งาน:

• เครื่องมือผ่าตัด
• ตัวยึดเครื่องบิน
• ส่วนประกอบของล้อลงจอด

การเปรียบเทียบการอบชุบด้วยความร้อน

การเปรียบเทียบความต้านทานการกัดกร่อน

• ดีที่สุด:13-8Mo และ Custom 465
• ดี:17-4PH และ 15-5PH
• ยุติธรรม:17-7 น.

หมายเหตุ: ไม่มีสิ่งใดที่ตรงกับความต้านทานการกัดกร่อนของเกรดออสเทนนิติกอย่างสมบูรณ์ เช่น 316L

ความสามารถในการตัดเฉือนและการเชื่อม

การพิจารณาต้นทุน

• คุ้มค่าที่สุด:17-4PH
• เกรดพรีเมี่ยม:13-8Mo และ Custom 465
• สมดุล:15-5PH

การเปรียบเทียบแอปพลิเคชัน

สรุป

บทสรุป

แม้ว่า 17-4PH จะยังคงเป็นตัวเลือกสเตนเลสสตีล PH สำหรับการใช้งานทั่วไป แต่สเตนเลสสตีล PH แต่ละเกรดก็มีข้อดีที่แตกต่างกันออกไป ทำให้เหมาะกับการใช้งานเฉพาะด้านมากกว่า การทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างโลหะผสมเหล่านี้จะช่วยให้วิศวกรวัสดุและผู้ซื้อสามารถตัดสินใจได้อย่างชาญฉลาดโดยพิจารณาจากความแข็งแรง ความเหนียว ความทนทานต่อการกัดกร่อน และราคา