Mikä on 1.4542 ruostumaton teräs? Opas 17-4 PH (UNS S17400)

1.4542 ruostumaton teräs - EN-nimi 17-4 PH, grade 630, UNS S17400 - on ainutlaatuinen asema ruostumattoman teräksen perheessä. Se tarjoaa karkaistun martensiittisen teräksen lujuuden sekä korroosionkestävyyden, joka on lähellä austeniittista 304:ää, ja se voidaan työstää pehmeäksi ja vanhentaa kovaksi samassa komponentissa. Nämä ominaisuudet tekevät siitä oletusarvoisen sadekovettuvan laadun ilmailu-, kemian-, öljy- ja kaasu- sekä lääketieteellisissä sovelluksissa. Tässä artikkelissa kerrotaan, mitä nimitykset tarkoittavat, mitä standardi vaatii ja kuinka lämpökäsittely ohjaa lopullisia ominaisuuksia.

1. Nimitys ja vastineet

Vakio	Nimitys
FI (Eurooppa)	1.4542 / X5CrNiCuNb16-4 (EN 10088-1)
ASTM / AISI (USA)	Grade 630, 17-4 PH, UNS S17400 (ASTM A564, A693, A705)
JIS (Japani)	SUS630 (JIS G4303, G4304)
GB (Kiina)	05Cr17Ni4Cu4Nb (GB/T 1220)

Teräksen EN-nimi X5CrNiCuNb16-4 kuuluu seuraavasti: X=runsas-seostettu teräs, 5=nimellisesti 0,05 % hiiltä, ​​CrNiCuNb=kromi, nikkeli, kupari ja niobiumin seos, 16-4=16 4 % kromia, 4 % nikkeliä. Kupari- ja niobilisäkkeet ovat saostumista kovettavia alkuaineita.

2. Kemiallinen koostumus (ASTM A564 / A693, tyyppi 630)

Elementti (paino-%)	Min	Max
Hiili	-	0.07
Mangaani	-	1.00
Pii	-	1.00
Fosfori	-	0.040
Rikki	-	0.030
Kromi	15.0	17.5
Nikkeli	3.0	5.0
Kupari	3.0	5.0
Niobium + tantaali	0.15	0.45

Kupari on tärkein saostus-kovettuva elementti: hienoja kupari-pitoisia hiukkasia muodostuu vanhenemisen aikana ja vahvistavat martensiittista matriisia. Niobium jalostaa rakennetta ja lisää lujuutta. Hiilipitoisuus pidetään alhaisena (alle tai yhtä suuri kuin 0,07 %), jotta materiaali voidaan hitsata kohtuullisin varotoimenpitein ja se pysyy sitkeänä kovettumisen jälkeen.

3. Lämpökäsittelyolosuhteet ja mekaaniset ominaisuudet

17-4 PH toimitetaan tilassa A (liuoshehkutettu) ja kovettuu vanhenemalla. Taulukossa luetellaan ASTM A564:n vaatimat vähimmäisominaisuudet yleisimpiä olosuhteita varten.

Kunto	Lämpökäsittely	Vetolujuus (min), MPa	Saantovoima 0,2 % (min), MPa	Venymä (min), %	Kovuus
A (hehkutettu liuos)	1040 ± 15 astetta, jäähdytä 32 asteeseen tai alle	ei määritetty (yleensä ≈ 900–1000)	ei määritelty	ei määritelty	≈ 30–33 HRC tyypillinen
H900	480 ± 6 astetta, 1 h, ilmajäähdytys	1310	1170	10	Suurempi tai yhtä suuri kuin 40 HRC (tyypillinen ≈ 44)
H1025	550 ± 6 astetta, 4 h, ilmajäähdytys	1070	1000	12	Suurempi tai yhtä suuri kuin 35 HRC (tyypillinen ≈ 38)
H1150	620 ± 6 astetta, 4 h, ilmajäähdytys	930	725	16	Suurempi tai yhtä suuri kuin 28 HRC (tyypillinen ≈ 31)

Kaksi{0}}vaiheinen mekanismi on yksinkertainen: liuoshehkutus noin 1040 asteessa liuottaa kaikki seosaineet ja tuottaa pehmeää, vähälujuista martensiittia jäähtyessään; vanhenee 480–620 asteessa ja saostaa sitten kuparia{5}}rikkaita hiukkasia, jotka lisäävät dramaattisesti lujuutta ja kovuutta. Korkeammat ikääntymislämpötilat (H1150) uhraavat lujuutta paremman sitkeyden ja jännitys{8}}korroosionkestävyyden saavuttamiseksi. Maksimi sitkeyden saavuttamiseksi käytetään H1150M:ää (muokattu 620 asteen sykli).

4. Tärkeimmät ominaisuudet

Korkea lujuus{0}}painosuhde-:H900 tarjoaa yli 1 300 MPa:n vetolujuuden, joka on suunnilleen kaksinkertainen 304:ään verrattuna, mikä mahdollistaa kevyet mallit ilmailu- ja -tehokkaissa koneissa.

Korroosionkestävyys verrattavissa 304:ään:riittävä ilmakehän, makean veden ja miedon kemian huoltoon; ei ole tarkoitettu upotettavaan mereen ilman suojaa.

Työstettävyys pehmeässä kunnossa:Kunto A koneistaa samalla tavalla kuin 304, mahdollistaen täyden koneistuksen ennen viimeistä vanhentamisvaihetta, jonka jälkeen mittamuutos on minimaalinen (noin 0,0005–0,001 mm/mm poikkileikkauksesta riippuen).

Magneettinen vaste:laatu on magneettinen kaikissa olosuhteissa; se ei sovellu kohteisiin, joissa vaaditaan ei--magneettista käyttäytymistä.

5. Sovellukset

Ilmailu:laskutelineen-komponentit, rakenneosat, kiinnikkeet, turbiinien siivet ja akselit.

Kemia ja petrokemia:venttiilivarret, pumpun akselit, siipipyörät ja liittimet, jotka vaativat lujuutta ja kohtalaista korroosionkestävyyttä.

Öljy ja kaasu:poraustyökalut, kaivon pääkomponentit ja instrumenttikotelot. Hapan (H₂S) -palvelussa kovuutta on rajoitettava NACE MR0175/ISO 15156 -standardin mukaisesti, tyypillisesti käyttämällä H1150 tai korkeampia vanhentamisolosuhteita.

Lääketieteellinen:Kirurgiset instrumentit ja ortopediset laitteet; seosta käytetään laajasti implantoitavissa komponenteissa, kuten luuruuveissa.

Ydin- ja yleistekniikka:jouset, akselit ja lujat{0}}kiinnikkeet.

6. Koneistus- ja hitsausnäkökohdat

Kone kunnossa A pisimmän työkalun käyttöiän; H900-vanhentamisen jälkeen koneistus on hankaavaa ja vaatii kovametalli- tai pinnoitettuja työkaluja.

Hitsaus on mahdollista sopivalla 17-4 PH täyteaineella; hitsausvyöhyke on -liuos-hehkutettava ja uudelleen-vanhenettava, jos vaaditaan täyttä lujuutta, koska hitsattu martensiitti on kovaa ja hauras.

Yli 300 asteen huollossa lujuus putoaa ja ylivanheneminen tapahtuu; 17-4 PH ei ole korkean lämpötilan virumismateriaali.

Usein kysytyt kysymykset

Mitä 17-4 PH tarkoittaa?

17 % kromia, 4 % nikkeliä, PH=saostuskarkaisu. Nimi kuvaa koostumusta ja vahvistusmekanismia; sama materiaali on 1.4542, grade 630, UNS S17400 tai SUS630 riippuen vakiojärjestelmästä.

Mitä eroa on 1,4542:lla ja 1,4568:lla (17-7 PH)?

1.4568 (631, UNS S17700) on puoli-austeniittinen saostus-kovettuva laatu, jossa on 17 % Cr, 7 % Ni ja 1 % Al. 1.4542, mikä antaa hieman pienemmän huippulujuuden, mutta paremman sitkeyden ja työstettävyyden; 631 tarjoaa paremman lujuuden levy-/jousimuodossa ja parempi kryogeeninen sitkeys. 1.4542 on yleisempi ja monipuolisempi näistä kahdesta.

Mikä lämpökäsittely antaa suurimman lujuuden?

H900 (480 astetta, 1 h): pienin vetolujuus 1310 MPa, myötö 1170 MPa, kovuus Suurempi tai yhtä suuri kuin 40 HRC. Se on vakiovalinta lujuus{7}}kriittisiin osiin, joissa sitkeysvaatimukset ovat kohtalaiset.

Sopiiko 17-4 PH happamaan palveluun?

Vain yli-ikääntyneissä olosuhteissa. NACE MR0175/ISO 15156 sallii 17-4 PH happamissa ympäristöissä, kun kovuus on rajoitettu (yleensä alle tai yhtä suuri kuin 33 HRC useimmissa sovelluksissa), mikä vastaa H1150 tai korkeampia vanhenemislämpötiloja.

Voidaanko 17-4 PH hitsata?

Kyllä, sopivalla täyteaineella, mutta liitos tulee liuoshehkuttaa ja vanhentaa hitsauksen jälkeen lujuuden palauttamiseksi. Hitsaus ilman jälkikäsittelyä- jättää hauraan karkaisemattoman martensiitin lämpö-vaikutusalueelle.

Onko 1.4542 magneettinen?

Kyllä. Martensiittinen rakenne on magneettinen hehkutetuissa ja vanhentuneissa olosuhteissa. Kun ei--magneettinen käyttäytyminen on pakollista (esimerkiksi tietyt instrumenttikotelot), on sen sijaan käytettävä austeniittisia laatuja.