Nehrđajući čelik 17-4PH: svojstva, uvjeti toplinske obrade i primjena

Pregled 17-4PH nerđajućeg čelika

17-4PH, također poznat kao Tip 630 i UNS S17400, je martenzitni nehrđajući čelik koji se stvrdnjava na taloženju izgrađen oko otprilike 17% hroma i 4% bakra. Isporučuje se mekana i pogodna za obradu, a zatim ojačana jednim tretmanom starenja na niskim temperaturama koji taloži fine čestice bogate bakrom kroz matricu. Rezultat je klasa koja dostiže vlačne čvrstoće znatno veće od onih kod uobičajenih austenitnih nehrđajućih čelika, dok zadržava korisnu otpornost na koroziju i prihvatljivu duktilnost. Budući da se otvrdnjavanje odvija na 480-620 stepeni, dimenzionalno pomeranje je malo, što čini kvalitetu atraktivnim za gotove delove sa uskom tolerancijom.

Hemijski sastav i standardi

Hemija je namjerno izbalansirana tako da je legura martenzitna nakon hlađenja nakon tretmana otopinom i još uvijek snažno reagira na starenje.

Element	Sastav, mas. %
C	0.07 max
Mn	1.00 max
Si	1.00 max
P	0.040 max
S	0.030 max
Cr	15.00-17.50
Ni	3.00-5.00
Cu	3.00-5.00
Nb + Ta	0.15-0.45
Fe	Balans

Tipične specifikacije su ASTM A564/A564M za šipke i oblike, ASTM A693 za ploče, limove i trake, ASTM A705 za otkovke, AMS 5643 i AMS 5604 za vazduhoplovstvo i evropski razred 1.4542, X5CrNiCuNb16-4.

Mehanička svojstva prema stanju starenja

Četiri uslova pokrivaju skoro svu komercijalnu potražnju. Vrijednosti ispod su minimalni nivoi koji su uobičajeno specificirani za šipke i jasno pokazuju kako se snaga zamjenjuje za žilavost i duktilnost.

Stanje	Tretman starenja	Vlačnost, MPa min	0,2% prinos, MPa min	Izduženje, % min
H900	482 stepena (900 stepeni F), 1 h	1310	1170	10
H1025	552 stepena (1025 stepeni F), 4 h	1070	1000	12
H1075	579 stepeni (1075 stepeni F), 4 h	1000	860	13
H1150	621 stepen (1150 stepeni F), 4 h	930	725	16

H900 je uvjet maksimalne čvrstoće i koristi se za pričvršćivače, osovine i alate gdje dominiraju krutost i otpornost na habanje. H1025 i H1075 predstavljaju praktične kompromise za strukturne dijelove. H1150 je najteže stanje i uobičajeni izbor za zavarene sklopove i za servis u kojima postoji zabrinutost zbog pucanja od korozije pod naponom.

Otpornost na koroziju i tipične primjene

U ruralnim i industrijskim atmosferama, slatkoj vodi i mnogim blagim hemijskim tokovima, 17-4PH djeluje na nivou koji je uglavnom sličan tipu 304. Tip 316L ostaje superioran u sredinama koje sadrže hlorid zbog svog većeg sadržaja molibdena i potpuno austenitne strukture. Praktično uputstvo je jednostavno: izaberite 17-4PH kada put opterećenja zahteva visoku čvrstoću i izaberite 316L kada je okruženje kontrolni slučaj dizajna. Tamo gdje su neizbježni i visoka čvrstoća i agresivno izlaganje hloridima, sigurniji je put prestarjelo stanje u kombinaciji s pažljivom završnom obradom površine i pasivizacijom.

Tipične aplikacije za razred uključuju:

Vazdušna konstrukcija, hardver motora i komponente aktuatora.

Uljni i plinski alati, tijela ventila, vretena i zatvarači pod visokim pritiskom.

Medicinski uređaji, hirurški instrumenti i kućišta za precizne instrumente.

Osovine industrijskih mašina, zupčanici, spojnice i habajući delovi.

Pomorski inženjering hardver koji je dizajnom zaštićen od kontinuiranog vlaženja hloridima.

Kalupi i alati koji zahtijevaju poliranje prije stvrdnjavanja.

Napomene za obradu, zavarivanje i odabir

Tretirajte rastvor blizu 1040 stepeni i ohladite na vazduhu da postignete stanje A, a zatim ostarite do izabranog stanja.

Izvršite svu tešku mašinsku obradu prije starenja kako biste izbjegli veliku tvrdoću gotovog dijela.

Zavarite u stanju tretiranom rastvorom sa odgovarajućim punilom i obradom za ponovno otapanje i nakon toga odležajte čitav sklop.

Održavajte međuprolazne temperature niskim i izbjegavajte prekomjerni unos topline kako biste ograničili izobličenje.

Zatražite certifikate koji izvještavaju o bakru i niobiju, tako da se može procijeniti odgovor na starenje prije nego što se toplina pusti u proizvodnju.

Često postavljana pitanja

P: Koja je razlika između 17-4PH i tipa 630?
Nema razlike. Tip 630 je starija oznaka, a UNS S17400 jedinstveni broj; sva tri naziva se odnose na istu leguru koja očvršćava.

P: Zašto se 17-4PH isporučuje u stanju tretiranom rastvorom?
U tom stanju legura je relativno mekana, obradiva i dimenzionalno stabilna, tako da se dijelovi mogu približiti konačnom obliku prije nego što završni tretman starenjem podiže čvrstoću.

P: Šta znači H u H900?
Slovo označava tretman očvršćavanja, a broj označava temperaturu starenja u stepenima Farenhajta, tako da H900 odležava na 900 stepeni F, što je oko 482 stepena, jedan sat.

P: Da li sloj ostaje magnetan nakon starenja?
Da. I uslovi tretirani rastvorom i uslovi odležavanja su martenzitni i stoga magnetni, što razlikuje kvalitet od 304 i 316.

P: Može li 17-4PH zamijeniti 316L za rad protiv korozije?
Samo sa pažnjom. Mnogo je jači, ali je njegova otpornost na lomljenje klorida niža. To je prava zamjena kada snaga kontroliše dizajn, a okruženje je blago.

P: Kako treba navesti traženi uvjet prilikom naručivanja?
Imenujte stanje direktno, na primjer uvjet A za dijelove koji će se kasnije obraditi, ili H900 i H1150 za dijelove koji se isporučuju spremni za upotrebu, zajedno sa relevantnim standardom proizvoda.