Яка різниця між сталлю 17-4PH та іншими дисперсійно-гартуючими (PH) сталями?

Яка різниця між сталлю 17-4PH та іншими дисперсійно-гартуючими (PH) сталями?

Вступ

Дисперсійно-гартовані нержавіючі сталі (PH-сталі) – це клас корозійностійких сплавів, які поєднують міцність мартенситних та аустенітних сталей з чудовою корозійною стійкістю. Серед них,Нержавіюча сталь 17-4PHє, мабуть, найширше використовуваним завдяки своїм винятковим механічним властивостям та простоті виготовлення. Але як він порівнюється з іншими марками PH, такими як 15-5PH, 13-8Mo, 17-7PH та Custom 465? У цій статті детально розглядаються відмінності у складі, термічній обробці, механічних властивостях, корозійній стійкості та застосуванні.

Огляд нержавіючих сталей, що тверднуть методом дисперсійного зміцнення

Дисперсійно-гартовані сталі набувають міцності завдяки утворенню дрібних осадів у сталевій матриці під час термічної обробки старінням. Ці сталі поділяються на три основні категорії:

1. Мартенситні сталі PH(наприклад,17-4PH, 15-5PH)
2. Напіваустенітні сталі PH(наприклад, 17-7PH)
3. Аустенітні сталі PH(наприклад, A286)

Кожна категорія пропонує унікальне поєднання властивостей, адаптованих до конкретних промислових потреб.

17-4PH (UNS S17400): Галузевий стандарт

Склад:

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

Термічна обробкаОбробка розчином та витримка (зазвичай H900 до H1150-M)

Механічні властивості (H900):

• Міцність на розрив: 1310 МПа
• Межа плинності: 1170 МПа
• Подовження: 10%
• Твердість: ~44 HRC

Переваги:

• Висока міцність
• Помірна стійкість до корозії
• Добра оброблюваність
• Зварюваний

Застосування:

• Аерокосмічні компоненти
• Ядерні реактори
• Клапани, вали, кріплення

Порівняння з іншими нержавіючими сталями PH

15-5PH (UNS S15500)

Склад:

• Подібно до 17-4PH, але з жорсткішим контролем домішок
• Cr: 14,0–15,5%
• Ni: 3,5–5,5%
• Мідь: 2,5–4,5%

Ключові відмінності:

• Краща поперечна в'язкість завдяки дрібнішій мікроструктурі
• Покращені механічні властивості в товстіших перерізах

Варіанти використання:

• Аерокосмічні поковки
• Обладнання для хімічної обробки

13-8М (UNS S13800)

Склад:

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

Ключові відмінності:

• Чудова міцність та стійкість до корозії
• Висока міцність при товстіших поперечних перерізах
• Жорсткий контроль складу для використання в аерокосмічній галузі

Варіанти використання:

• Структурні аерокосмічні компоненти
• Високопродуктивні пружини

17-7PH (UNS S17700)

Склад:

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

Ключові відмінності:

• Напіваустенітний; вимагає холодної обробки та термічної обробки
• Краща формуваність, але нижча корозійна стійкість, ніж 17-4PH

Варіанти використання:

• Аерокосмічні діафрагми
• Сильфони
• Пружини

Custom 465 (UNS S46500)

Склад:

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

Ключові відмінності:

• Надвисока міцність (на розтяг до 200 ksi)
• Відмінна міцність на розрив
• Вища вартість

Варіанти використання:

• Хірургічні інструменти
• Кріплення для літаків
• Компоненти шасі

Порівняння термічної обробки

Порівняння корозійної стійкості

• Найкраще:13-8Mo та Custom 465
• Добре:17-4PH та 15-5PH
• Ярмарок:17-7PH

Примітка: Жодна з них не зрівняється з корозійною стійкістю повністю аустенітних марок, таких як 316L.

Оброблюваність та зварюваність

Врахування вартості

• Найбільш економічно вигідний:17-4PH
• Преміум-класи:13-8Mo та Custom 465
• Збалансований:15-5PH

Порівняння застосувань

Короткий зміст

Висновок

Хоча 17-4PH залишається найкращою нержавіючою сталлю марки PH для багатьох застосувань загального призначення, кожна альтернативна марка PH має чіткі переваги, які роблять її кращою для конкретних вимог. Розуміння нюансів між цими сплавами дозволяє інженерам-матеріалознавцям та покупцям приймати обґрунтовані рішення на основі міцності, в'язкості, корозійної стійкості та вартості.