Sự khác biệt giữa thép 17-4PH và các loại thép tôi cứng kết tủa (PH) khác là gì?

Sự khác biệt giữa thép 17-4PH và các loại thép tôi cứng kết tủa (PH) khác là gì?

Giới thiệu

Thép không gỉ tôi kết tủa (thép PH) là một loại hợp kim chống ăn mòn kết hợp độ bền của thép martensitic và austenitic với khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. Trong số đó,Thép không gỉ 17-4PHCó thể nói, đây là loại thép được sử dụng rộng rãi nhất nhờ các đặc tính cơ học vượt trội và dễ chế tạo. Nhưng so với các loại thép có độ PH khác như 15-5PH, 13-8Mo, 17-7PH và Custom 465 thì sao? Bài viết này sẽ đi sâu vào sự khác biệt về thành phần, xử lý nhiệt, đặc tính cơ học, khả năng chống ăn mòn và ứng dụng.

Tổng quan về thép không gỉ kết tủa-làm cứng

Thép tôi kết tủa có được độ bền nhờ sự hình thành các kết tủa mịn trong ma trận thép trong quá trình xử lý nhiệt lão hóa. Các loại thép này được chia thành ba loại chính:

1. Thép PH Martensitic(ví dụ,17-4PH, 15-5PH)
2. Thép PH bán austenit(ví dụ, 17-7PH)
3. Thép Austenit PH(ví dụ: A286)

Mỗi hạng mục cung cấp sự kết hợp độc đáo các đặc tính phù hợp với nhu cầu công nghiệp cụ thể.

17-4PH (UNS S17400): Tiêu chuẩn công nghiệp

Thành phần:

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

Xử lý nhiệt: Xử lý bằng dung dịch và ủ (thường là H900 đến H1150-M)

Tính chất cơ học (H900):

• Độ bền kéo: 1310 MPa
• Giới hạn chảy: 1170 MPa
• Độ giãn dài: 10%
• Độ cứng: ~44 HRC

Thuận lợi:

• Độ bền cao
• Khả năng chống ăn mòn vừa phải
• Khả năng gia công tốt
• Có thể hàn

Ứng dụng:

• Linh kiện hàng không vũ trụ
• Lò phản ứng hạt nhân
• Van, trục, chốt

So sánh với các loại thép không gỉ PH khác

15-5PH (UNS S15500)

Thành phần:

• Tương tự như 17-4PH, nhưng kiểm soát tạp chất chặt chẽ hơn
• Cr: 14,0–15,5%
• Ni: 3,5–5,5%
• Đồng: 2,5–4,5%

Sự khác biệt chính:

• Độ dẻo dai ngang tốt hơn do cấu trúc vi mô mịn hơn
• Cải thiện tính chất cơ học ở các phần dày hơn

Các trường hợp sử dụng:

• Rèn hàng không vũ trụ
• Thiết bị xử lý hóa chất

13-8 tháng (UNS S13800)

Thành phần:

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

Sự khác biệt chính:

• Độ bền và khả năng chống ăn mòn vượt trội
• Độ bền cao ở mặt cắt ngang dày hơn
• Kiểm soát thành phần chặt chẽ cho mục đích sử dụng hàng không vũ trụ

Các trường hợp sử dụng:

• Các thành phần cấu trúc hàng không vũ trụ
• Lò xo hiệu suất cao

17-7PH (UNS S17700)

Thành phần:

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

Sự khác biệt chính:

• Bán austenit; cần gia công nguội và xử lý nhiệt
• Khả năng định hình tốt hơn nhưng khả năng chống ăn mòn thấp hơn 17-4PH

Các trường hợp sử dụng:

• Màng chắn hàng không vũ trụ
• Ống thổi
• Suối

Tùy chỉnh 465 (UNS S46500)

Thành phần:

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

Sự khác biệt chính:

• Độ bền cực cao (lên đến 200 ksi chịu kéo)
• Độ bền gãy tuyệt vời
• Chi phí cao hơn

Các trường hợp sử dụng:

• Dụng cụ phẫu thuật
• Chốt máy bay
• Các thành phần bánh đáp

So sánh xử lý nhiệt

So sánh khả năng chống ăn mòn

• Tốt nhất:13-8 tháng và Tùy chỉnh 465
• Tốt:17-4PH và 15-5PH
• Hội chợ:17-7PH

Lưu ý: Không có loại nào có khả năng chống ăn mòn như loại thép hoàn toàn austenit như 316L.

Khả năng gia công và khả năng hàn

Cân nhắc chi phí

• Hiệu quả về chi phí nhất:17-4PH
• Hạng cao cấp:13-8 tháng và Tùy chỉnh 465
• Cân bằng:15-5PH

So sánh các ứng dụng

Bản tóm tắt

Phần kết luận

Mặc dù thép không gỉ PH 17-4PH vẫn là lựa chọn hàng đầu cho nhiều ứng dụng đa năng, mỗi loại thép không gỉ PH thay thế đều có những ưu điểm riêng biệt, giúp chúng phù hợp hơn với các yêu cầu cụ thể. Việc hiểu rõ sự khác biệt giữa các hợp kim này cho phép các kỹ sư vật liệu và người mua đưa ra quyết định sáng suốt dựa trên độ bền, độ dẻo dai, khả năng chống ăn mòn và chi phí.