17-4 PH Ανοξείδωτος χάλυβας: Δύναμη μέσω της σκλήρυνσης κατά την κατακρήμνιση

Ονομασία και Πρότυπα

Το 17-4 PH, επίσημα UNS S17400, είναι ο βαθμός υετού-σκλήρυνσης που ορίζεται ως Τύπος 630 στο ASTM A693 για πλάκες, φύλλα και λωρίδες και ASTM A564 για ράβδους και σφυρηλάτηση. Το ευρωπαϊκό ισοδύναμο είναι 1,4542 (X5CrNiCuNb16-4), το ιαπωνικό ισοδύναμο είναι SUS630 και το κινεζικό ισοδύναμο είναι 05Cr17Ni4Cu4Nb. Η ονομασία 17-4 αναφέρεται στην ονομαστική σύνθεση 17% χρωμίου και 4% νικελίου και το PH σημαίνει σκλήρυνση κατά την καθίζηση.

Σύστημα χαρακτηρισμού	Βαθμός
UNS	S17400
ASTM	A693 / A564 Type 630
EN	1,4542, X5CrNiCuNb16-4
JIS	SUS630
γιγαμπάιτ	05Cr17Ni4Cu4Nb

Χημική Σύνθεση

Στοιχείο	Προσδιορισμός
C	Λιγότερο ή ίσο με 0,07%
Σι	Λιγότερο ή ίσο με 1,00%
Mn	Λιγότερο ή ίσο με 1,00%
P	Μικρότερο ή ίσο με 0,040%
S	Μικρότερο ή ίσο με 0,030%
Cr	15.0-17.5%
Ni	3.0-5.0%
Cu	3.0-5.0%
Σημ	0.15-0.45%

Ο χαλκός είναι το στοιχείο της καθίζησης και το νιόβιο βελτιώνει τη δομή των κόκκων και συμβάλλει στην απόκριση γήρανσης-σκλήρυνσης. Ο άνθρακας διατηρείται σε χαμηλά επίπεδα για να περιοριστεί ο σχηματισμός καρβιδίου και να διατηρηθεί η σκληρότητα.

Πώς λειτουργεί η σκλήρυνση κατά την κατακρήμνιση

Η διαδικασία έχει δύο βήματα. Πρώτον, η ανόπτηση διαλύματος στους 1040-1065 βαθμούς ακολουθούμενη από ταχεία ψύξη παράγει μια μαλακή, όλκιμη μαρτενσιτική δομή στην οποία ο χαλκός παραμένει σε στερεό διάλυμα. Δεύτερον, η γήρανση στους 480-620 βαθμούς κατακρημνίζει λεπτά σωματίδια πλούσια σε χαλκό μέσα στον μαρτενσίτη. Αυτά τα σωματίδια εμποδίζουν την κίνηση της εξάρθρωσης, αυξάνοντας τη δύναμη και τη σκληρότητα. Οι χαμηλότερες θερμοκρασίες γήρανσης όπως 482 βαθμοί παράγουν την υψηλότερη αντοχή με χαμηλότερη ολκιμότητα. υψηλότερες θερμοκρασίες γήρανσης όπως 595-620 μοίρες μειώνουν την αντοχή αλλά βελτιώνουν την σκληρότητα και την ολκιμότητα.

Μηχανικές ιδιότητες κατά την κατάσταση γήρανσης

Ελάχιστες τιμές για ράβδους ανά ASTM A564 Type 630. Οι τιμές σκληρότητας είναι χαρακτηριστικές.

Κατάσταση	Θερμοκρασία γήρανσης	Rm min	Rp0,2 min	Ελάχ	Χαρακτηριστική σκληρότητα
H900	482 μοίρες	Μεγαλύτερο ή ίσο με 1310 MPa	Μεγαλύτερο ή ίσο με 1170 MPa	Μεγαλύτερο ή ίσο με 10%	≈40-44 HRC
H1025	552 μοίρες	Μεγαλύτερο ή ίσο με 1070 MPa	Μεγαλύτερο ή ίσο με 1000 MPa	Μεγαλύτερο ή ίσο με 12%	≈35-40 HRC
H1075	580 μοίρες	Μεγαλύτερο ή ίσο με 1000 MPa	Μεγαλύτερο ή ίσο με 860 MPa	Μεγαλύτερο ή ίσο με 13%	≈33-38 HRC
H1150	621 μοίρες	Μεγαλύτερο ή ίσο με 930 MPa	Μεγαλύτερο ή ίσο με 725 MPa	Μεγαλύτερο ή ίσο με 16%	≈28-33 HRC

Οι τιμές σχεδιασμού θα πρέπει να επιβεβαιώνονται με βάση την τελευταία έκδοση του ισχύοντος προτύπου για τη συγκεκριμένη μορφή και μέγεθος προϊόντος.

Αντοχή στη διάβρωση

Σε παλαιωμένη κατάσταση, η περιεκτικότητα σε χρώμιο 15-17% παρέχει καλή αντοχή στην ατμοσφαιρική διάβρωση, το γλυκό νερό, τις ήπιες βιομηχανικές ατμόσφαιρες και πολλά χημικά μέσα, συγκρίσιμη σε πολλές περιπτώσεις με 304 σε ήπια περιβάλλοντα, αλλά γενικά δεν ισούται με 304 ή 316 σε χλωριούχα ή έντονα όξινα περιβάλλοντα. Στην υπηρεσία υδρόθειου, η σκληρότητα πρέπει να ελέγχεται, για παράδειγμα στο μέγιστο 33 HRC για εφαρμογές κοιτασμάτων πετρελαίου ανά NACE MR0175/ISO 15156, για να αποφευχθεί η ρηγμάτωση της τάσης σουλφιδίου.

Εφαρμογές

Ο συνδυασμός υψηλής αντοχής, μέτριας αντοχής στη διάβρωση και σταθερότητας διαστάσεων μετά από γήρανση σε χαμηλή-θερμοκρασία καθιστά το πρότυπο 17-4 PH για δομικά μέρη αεροδιαστημικής, συνδετήρες και προσγείωση-εξαρτήματα γραναζιών, εργαλεία οπών λαδιού και αερίου, βαλβίδες και άξονες αντλιών, χημικός και πετροχημικός εξοπλισμός, εξοπλισμός ιατρικών διεργασιών και βαλβίδων μηχανικά μέρη υψηλής απόδοσης όπως γρανάζια και άξονες.

Συχνές Ερωτήσεις

Τι σημαίνει 17-4 PH;

17% χρώμιο, 4% νικέλιο, σκλήρυνση με κατακρήμνιση. Η επίσημη ονομασία είναι UNS S17400.

Τι ισοδυναμεί με 17-4 PH;

EN 1.4542 (X5CrNiCuNb16-4), JIS SUS630, GB 05Cr17Ni4Cu4Nb και ASTM A693/A564 Type 630.

Μπορεί να συγκολληθεί 17-4 PH;

Ναί. Είναι συγκολλημένο σε κατάσταση ανόπτησης διαλύματος-με αντίστοιχο πληρωτικό τύπου 630-. Η γήρανση μετά τη συγκόλληση αποκαθιστά την πλήρη αντοχή της άρθρωσης και χρειάζεται προσοχή για να αποφευχθεί η ρωγμή υδρογόνου στη μαρτενσιτική δομή.

Τι εύρος σκληρότητας μπορεί να επιτύχει το 17-4 PH;

Από περίπου 28-33 HRC στην κατάσταση H1150 έως περίπου 40-44 HRC στην κατάσταση H900, ανάλογα με τη θερμοκρασία γήρανσης.

Είναι το 17-4 PH μαγνητικό;

Ναί. Είναι μαρτενσιτικό και επομένως μαγνητικό σε όλες τις θερμικές-συνθήκες.

17-4 PH έναντι 304: ποιο είναι ισχυρότερο;

Το 17-4 PH είναι σημαντικά ισχυρότερο, περίπου διπλάσιο από το όριο διαρροής του 304 στην κατάσταση H900, αλλά το 304 έχει καλύτερη αντίσταση στη διάβρωση σε χλωριούχα και οξέα.