17-4PH nerđajući čelik(UNS S17400, također poznat kao AISI tip 630 ili EN 1.4542) je martenzitni nehrđajući čelik koji-očvršćuje. Naziv "17-4PH" dolazi zbog njegovog sastava: otprilike 17% hroma i 4% nikla, s tim da "PH" označava stvrdnjavanje na padavinama.
Ovaj članak pruža potpuni vodič za svojstva 17-4PH limova od nehrđajućeg čelika, pokrivajući sve od kemijskog sastava do mehaničkog ponašanja, fizičkih karakteristika, toplinske obrade i primjene.
Hemijski sastav
Tabela ispod prikazuje standardna ograničenja prema ASTM A693 i AMS 5604 specifikacijama.
|
Element |
Težina % |
Uloga u leguri |
|
hrom (Cr) |
15.0 – 17.5 |
Pruža otpornost na koroziju i zaštitu od oksidacije |
|
nikl (Ni) |
3.0 – 5.0 |
Stabilizira martenzitnu strukturu, poboljšava žilavost |
|
bakar (Cu) |
3.0 – 5.0 |
Ključni element za jačanje-formira fine čestice tokom starenja |
|
Niobij (Nb) + Tantal (Ta) |
0.15 – 0.45 |
Formira karbide koji kontrolišu rast zrna i poboljšavaju snagu |
|
ugljik (C) |
Manje ili jednako 0,07 |
Doprinosi tvrdoći, ali se održava niskim kako bi se održala zavarljivost |
|
mangan (Mn) |
Manje ili jednako 1,00 |
Pomaže u deoksidaciji tokom proizvodnje čelika |
|
silicijum (Si) |
Manje ili jednako 1,00 |
Poboljšava otpornost na oksidaciju na visokim temperaturama |
|
fosfor (P) |
Manje ili jednako 0,04 |
Nečistoća, svedena na minimum |
|
sumpor (S) |
Manje ili jednako 0,03 |
Nečistoća, svedena na minimum |
|
željezo (Fe) |
Stanje (preostalo %) |
Osnovni metal koji sve drži na okupu |
Izvor podataka: ASTM A693 / AMS 5604 specifikacije.
Physical Properties
|
Nekretnina |
Vrijednost |
Bilješke |
|
Gustina |
7,75 – 8,03 g/cm³ |
Nešto teže od ugljeničnog čelika (7,85 g/cm³) |
|
Tačka topljenja |
~1440 stepeni (2624 stepena F) |
Tipično za martenzitne nerđajuće čelike |
|
Modul elastičnosti (Youngov modul) |
196 – 200 GPa |
Mjeri krutost-koliko je čelik otporan na savijanje |
|
Poissonov omjer |
0.27 – 0.30 |
Opisuje kako se materijal bočno skuplja kada se rasteže |
|
Toplotna provodljivost |
15.3 – 17.9 W/m·K |
Umjerena sposobnost prijenosa topline |
|
Electrical Resistivity |
0.77 – 0.80 µΩ·m |
Prilično provodljiv za nehrđajući čelik |
|
Specifični toplotni kapacitet |
~460 J/kg·K |
Količina topline potrebna za podizanje temperature čelika |
Izvor podataka: više specifikacija dobavljača
Magnetna svojstva: 17-4PH nerđajući čelik je magnetan u svim uslovima. U stanju žarenog rastvora, može biti samo slabo magnetna, ali nakon starenja postaje jako magnetna zbog svoje martenzitne kristalne strukture.
Maksimalna radna temperatura: 17-4PH zadržava svoja odlična mehanička svojstva do približno 316 stepeni. Iznad ove temperature, materijal počinje gubiti snagu, a produženo izlaganje može uzrokovati prekomjerno starenje, što smanjuje tvrdoću.
Mehanička svojstva
Mehanička svojstva opisuju kako materijal reagira na sile-natezanje (povlačenje), kompresiju (guranje), savijanje i udar.
Uvjeti toplinske obrade
17-4PH se obično isporučuje u stanju A (otopljenom žarenom), koje je mekano i obradivo. Kupac zatim izvodi tretman starenja kako bi postigao željeni nivo snage. Svako stanje starenja ima standardnu oznaku: H900, H925, H1025, H1075, H1100 ili H1150. Broj se odnosi na temperaturu starenja u stepenima Farenhajta.
|
Stanje starenja |
Temperatura starenja |
Šta Isporučuje |
|
H900 |
482 stepena (900 stepeni F) |
Maksimalna čvrstoća i tvrdoća |
|
H925 |
496 stepeni (925 stepeni F) |
Vrlo visoka čvrstoća sa blago poboljšanom žilavošću |
|
H1025 |
552 stepena (1025 stepeni F) |
Uravnotežena snaga i čvrstina |
|
H1075 |
580 stepeni (1075 stepeni F) |
Umjerena snaga, bolja žilavost |
|
H1100 |
593 stepena (1100 stepeni F) |
Manja čvrstoća, veća duktilnost |
|
H1150 |
621 stepen (1150 stepeni F) |
Maksimalna žilavost i duktilnost |
Izvor podataka: Specifikacije toplinske obrade.
Mehanička svojstva prema stanju (lim i ploča, AMS 5604)
Tabela ispod pokazuje mehanička svojstva za 17-4PH lim i ploču (debljina manja od približno 4,75 mm ili 0,1874 inča) prema AMS 5604 specifikacijama.
|
Stanje |
Konačna vlačna čvrstoća (ksi / MPa) |
0,2% jačina tečenja (ksi / MPa) |
Izduženje (%) |
tvrdoća (HRC) |
|
Kond A (žareno) |
- |
- |
- |
38 max |
|
H900 |
190 / 1310 |
170 / 1170 |
5 |
40 – 47 |
|
H925 |
170 / 1170 |
155 / 1070 |
5 |
38 – 45 |
|
H1025 |
155 / 1070 |
145 / 1000 |
5 |
35 – 42 |
|
H1075 |
145 / 1000 |
125 / 860 |
5 |
33 – 39 |
|
H1100 |
140 / 965 |
115 / 795 |
5 |
32 – 38 |
|
H1150 |
135 / 930 |
105 / 725 |
8 |
28 – 37 |
Izvor podataka: AMS 5604 specifikacija lista/ploče
Vlačna čvrstoća je maksimalna sila povlačenja koju materijal može izdržati prije loma. Kod H900, 17-4PH lim može podnijeti 190.000 funti po kvadratnom inču (1.310 MPa) – otprilike tri puta jače od standardnog 304 nehrđajućeg čelika.
Granica tečenja je sila pri kojoj se materijal počinje trajno deformirati. U stanju H900, lim od 17-4PH ima granicu tečenja od 170 ksi (1,170 MPa).
Izduženje mjeri koliko se materijal može rastegnuti prije pucanja. Kod H1150, istezanje dostiže 8%, nudeći veću duktilnost od 5% viđenih u H900. Za deblje šipke i otkovke (AMS 5643), vrijednosti izduženja su veće-do 16% kod H1150.
Poređenje sa drugim nerđajućim čelicima
|
Nekretnina |
17-4PH (H900) |
304 nerđajući čelik |
316L nerđajući čelik |
|
Vlačna čvrstoća (MPa) |
~1310 |
~585 |
~485 |
|
Granica tečenja (MPa) |
~1170 |
~205 |
~170 |
|
Izduženje (%) |
5 – 10 |
~40 |
~50 |
|
tvrdoća (HRC) |
40 – 47 |
~80 HRB (≈15 HRC) |
~79 HRB (≈14 HRC) |
|
Magnetizam |
Magnetic |
Nije-magnetna |
Nije-magnetna |
Izvor podataka: Poređenje industrije
Otpornost na koroziju
17-4PH nerđajući čelik nudi dobru otpornost na koroziju koja je uporediva sa nerđajućim čelikom tipa 304 u većini okruženja.
Sadržaj hroma u leguri od 17% formira tanak, nevidljivi sloj oksida na površini koji štiti metal ispod od rđe i hemijskog napada.
Gdje 17-4PH radi dobro:
Atmosferska izloženost (kiša, vlaga, industrijski zrak)
Razrijediti kiseline i soli na umjerenim temperaturama
Slatka voda i blagi hemijski rastvori
Okruženje za preradu hrane
Ograničenja:
17-4PH je manje otporan na kloride (kao što su morska voda i soli za odleđivanje) od nerđajućeg čelika 316, koji sadrži molibden. U okruženjima s visokim sadržajem klorida može doći do korozije udubljenja i pukotina.
Za teške korozivne uslove-kao što su vruće koncentrirane kiseline ili usluge morske vode-više- materijali višeg kvaliteta kao što je 316L, duplex 2205 ili super austenit 254 SMO bi mogli biti prikladniji.
Napomena: Otpornost na koroziju je najbolja u uslovima -žarenog ili niže{1}}temperaturnog starenja (H1150). Pre{4}}starenje ili nepravilna termička obrada mogu smanjiti učinak korozije.
Toplinska obrada
Toplinska obrada je ključ za otključavanje punog potencijala 17-4PH. Proces ima dva glavna koraka:
Korak 1: Tretman otopinom (žarenje)
Zagrijte materijal na 1025 – 1050 stepeni (1877 – 1922 stepeni F).
Držite otprilike 0,5 do 1 sat.
Brzo ohladiti (ugasiti) na zraku ili ulju do sobne temperature.
Rezultat: Stanje A - mekan, obradiv materijal sa tvrdoćom od 38 HRC maksimalno.
Korak 2: Starenje (otvrdnjavanje precipitacijom)
Zagrijte materijal{0}}obrađen rastvorom na određenu temperaturu starenja (između 482 stepena i 621 stepen / 900 stepeni F i 1150 stepeni F).
Držite 1 do 4 sata, u zavisnosti od željenih svojstava.
Ohladiti na vazduhu do sobne temperature
Odabrano stanje starosti (H900 do H1150) sa prilagođenim mehaničkim svojstvima.
Izrada i obradivost
Formiranje: U stanju A, 17-4PH ima razumnu sposobnost oblikovanja, ali operacije oblikovanja trebale bi biti ograničene na blago savijanje. Za složene oblike, žarenje otopinom prije hladne obrade poboljšava formabilnost. Moguće je i toplo oblikovanje.
Obrada: 17-4PH ima ocjenu obradivosti od približno 45% u poređenju sa čelikom za slobodnu obradu (procijenjeno na 100%). U ostarjelom stanju materijal je tvrđi i teže se obrađuje. Za najbolje rezultate, mašinu u stanju A, a zatim starenje do konačne tvrdoće.
Zavarivanje: 17-4PH može se zavariti standardnim procesima kao što su TIG, MIG i SMAW. Međutim, toplina zavarivanja može lokalno omekšati materijal.
Toplinska obrada nakon{0}zavarivanja se preporučuje za vraćanje čvrstoće u zoni zavara. Za najbolje rezultate koristite odgovarajuće metale za punjenje (kao što su 17-4PH ili 630).
Brušenje i završna obrada: Zbog svoje visoke tvrdoće u uslovima starenja, brušenje zahtijeva odgovarajući odabir kotača i rashladne tekućine kako bi se spriječilo pregrijavanje i oštećenje površine.
Standardi i specifikacije
17-4PH limovi i ploče od nehrđajućeg čelika proizvode se prema nekoliko industrijskih standarda. Prilikom kupovine uvijek zatražite Certifikat o ispitivanju mlina (MTC) koji potvrđuje usklađenost sa specifikacijom.
|
Specifikacija |
Opis |
Primjenjivi obrasci |
|
ASTM A693 / A693M |
Standardna specifikacija za taloženo{0}}očvršćivanje ploča, limova i traka od nehrđajućeg čelika |
List, ploča, kalem |
|
AMS 5604 |
Specifikacija materijala za vazduhoplovstvo za 17-4PH lim, zavojnicu i ploču |
List, kalem, ploča |
|
AMS 5643 |
Specifikacija materijala za vazduhoplovstvo za 17-4PH šipke i otkovke |
Šipka, otkovci |
|
ASTM A564 |
Standardna specifikacija za toplo-valjane i hladno-gotove šipke 17-4PH |
Oblici šipki |
|
UNS S17400 |
Oznaka jedinstvenog sistema numerisanja |
Svi oblici |
|
EN 1.4542 |
Oznaka evropskog standarda |
Svi oblici |
|
JIS SUS630 |
Japanski industrijski standard |
Svi oblici |
|
DIN X5CrNiCuNb16-4 |
Njemačka standardna oznaka |
Svi oblici |
Izvor podataka: Više specifikacija
Uobičajeni dostupni obrasci:
List: hladno{0}}valjan, debljine od 0,3 mm do 6 mm
Ploča: vruće{0}}valjana, debljine od 6 mm do 100 mm ili više
Kotur: Precizni prorezani koluti ili ivica glodala, širine do 1500 mm
Uobičajene aplikacije
Vazduhoplovstvo: lopatice turbine, komponente kompresora, dijelovi stajnog trapa i strukturni nosači gdje su visoka čvrstoća i umjerena težina kritični.
Hemijska i petrokemijska obrada: Osovine pumpe, osovine ventila i komponente posuda pod pritiskom koje moraju izdržati korozivne medije i velika mehanička opterećenja.
Prerada hrane: dijelovi opreme koji zahtijevaju i otpornost na koroziju i sposobnost da izdrže ponovljene cikluse čišćenja i dezinfekcije.
Nafta i plin: alati za bušotine, komponente bušotine i podmorska oprema gdje je potrebna visoka čvrstoća i otpornost na kiseli plin. Kvalitet zadržava svojstva do 316 stepeni (600 stepeni F), što ga čini pogodnim za mnoge primene na naftnim poljima.
Pomorski inženjering: osovine propelera, komponente pumpe i pričvrsni elementi-iako za kontinuirano izlaganje morskoj vodi, razmotrite više-molibdenske klase.
Proizvodnja energije: komponente turbina i generatora koje rade na umjerenim temperaturama i zahtijevaju visoku pouzdanost.
Općenita obrada metala: zupčanici, osovine, pričvršćivači, čahure i habajuće ploče gdje su potrebne visoke tvrdoće i čvrstoće.
Spremni da odredite 17-4PH lim od nehrđajućeg čelika za svoj sljedeći posao? Kontaktirajte naš tehnički prodajni tim danas na +86 19339900211 ili Info@jnalloy.com.
Pošaljite željenu debljinu, veličinu i uvjete toplinske{0}}obrade, a mi ćemo vratiti čvrstu ponudu sa tačnim izračunima težine i tehničkim podacima u roku od 24 sata.
Odaberite 17-4PH list od proizvođačamožeš vjerovati.
