17-4 pH 스테인리스 스틸 | 침전 경화 합금

1. 소개

17-4 pH 스테인리스 스틸 (종종 UNS S17400으로 지정됩니다, AISI 630, 또는 en 1.4542) 산업에서 가장 널리 사용되는 강수량 강해 스테인리스 강 중 하나입니다..

그것은 매력적인 조합을 제공합니다 고강도, 좋은 강인함, 실질적인 부식 저항성과 우수한 제조 가능성.

기계적 상태는 조성만으로는 열처리에 의해 제어되기 때문에,

17-4 PH는 패스너에 맞게 다양한 강도/인성 트레이드 오프에 맞게 조정할 수 있습니다., 샤프트, 밸브 구성 요소, 항공 우주 피팅 및 기타 여러 엔지니어링 부품.

2. 무엇인가요 17-4 pH 스테인리스 스틸?

17-4 pH는 a입니다 Martensitic, 강수량 강화 스테인레스 스틸.

그것은 통제 된 노화 동안 생성 된 미세 구리가 풍부한 침전물의 형성에 의해 주로 강화됩니다. (강수 경화) 해결책 처리 후 단계.

어닐링 된 (솔루션) 상태, 비교적 부드럽고 쉽게 가공됩니다; 노화 후 스테인리스 등급의 부식성을 많이 유지하면서 고강도 합금 강과 유사한 인장 강도에 도달 할 수 있습니다..

특징

• 고강도: H900 범위의 피크 인장 강도는 접근 ~ 1.3–1.4 GPA (190–200 KSI).
• 열처리: 노화에 의해 조정 된 특성 (H900 → H1150 성사) 힘의 균형, 인성 및 SCC 저항.
• 좋은 부식 저항: 전형적인 마르텐 시트 강보다 낫습니다; 많은 산업 및 경미한 부식성 환경에 적합합니다.
• 좋은 제조 가능성: 용액 처리 조건에서 가공 가능; 적절한 절차로 용접 할 수 있습니다.
• 자기: Martensitic 미세 구조는 대부분의 조건에서 자기입니다.
• 넓은 공급 형태: 바, 용서, 그릇, 철사, 가루 (첨가제 및 Mim의 경우), 용서.

3. 화학적 구성 17-4 pH 스테인리스 스틸

속성 17-4 pH 스테인리스 스틸 신중하게 균형 잡힌 화학 성분에 직접 연결되어 있습니다.

그것은 a로 분류됩니다 Martensitic 강수 강수 강화 스테인레스 스틸, 그리고 각 합금 요소는 힘을 전달하는 데 뚜렷한 역할을합니다., 강인함, 그리고 부식 저항.

표준 구성 (무게 %)

4. 열처리 기술 17-4 pH 스테인리스 스틸

탁월한 강도 -기구 - 우발 균형 17-4 pH 스테인리스 스틸 독창적 인 것입니다 열처리 시퀀스, 결합 된 솔루션 어닐링 그리고 강수 경화 (노화).

핵심 열 처리 과정

단계 1: 솔루션 어닐링

• 목적: 오스테 나이트 매트릭스에 모든 구리와 니오브를 용해시킴으로써 미세 구조를 균질화합니다.; 주조/단조에서 분리를 제거하십시오.
• 매개 변수: 1,040–1,060 ° C로 가열 (1,900–1,940 ° F), 30-60 분 동안 유지하십시오 (섹션 두께에 따라 다릅니다: 30 분 <25 mm, 60 분 >50 mm), 그 다음에 공기 냉각 또는 물 담금질 실온으로.
• 결과: 오스테 나이트는 부드러운 마르텐 사이트로 변형됩니다 (경도: ~ 200 HB); 구리는 과포화 된 고체 용액에 남아있어 노화를위한 합금을 준비합니다..

단계 2: 강수 경화 (노화)

• 목적: 강도 유발 ε-Cu 침전물을 형성하기 위해 구리 원자의 제어 확산을 트리거. 노화 온도는 침전물 크기를 결정합니다, 따라서, 성능:

• • 저온 (480° C): 미세한 침전 (5 nm) → 최대 강도, 낮은 인성.
  • 고온 (620° C): 거친 침전 (20 nm) → 낮은 강도, 높은 인성.

표준 노화 온도 (ASTM A564):

• H900: 482 ° C 1 H → 최대 강도 (~ 1310–1380 MPA), 경도 40-45 HRC, 그러나 인성이 낮습니다.
• H1025: 552 ° C 4 H → 균형 잡힌 강도 (~ 1170 MPa) 그리고 강인함; 항공 우주에서 널리 사용됩니다.
• H1075: 579 ° C 4 H → 적당한 강도 (~ 1070 MPa), 연성 개선.
• H1100: 593 ° C 4 H → 더 낮은 강도 (~ 1000 MPa), 더 높은 인성, 좋은 스트레스 부식 저항.
• H1150 (2-단계): 620 ° C 4 시간 + 시원한 + 620 ° C 4 H → 최저 강도 (~ 900 MPa), 가장 높은 연성과 인성, 해양에서 사용됩니다 & 핵무기.

5. 성미에 의한 전형적인 기계적 특성

그만큼 의 기계적 성능 17-4 pH 스테인리스 스틸 그것에 크게 의존합니다 노화 상태 (성질).

다른 열 치료 온도를 선택함으로써, 엔지니어는 균형을 잡을 수 있습니다 힘, 강인함, 연성, 그리고 부식 저항 특정 응용 프로그램에 적합합니다.

6. 부식 저항: 기능 및 제한

17-4 PH는 적당한 부식 저항을 제공합니다.. 성능은 환경에 따라 다릅니다, 열처리, 그리고 표면 마감.

부식 메커니즘 & 성능 데이터

• 구덩이 저항: 나무 = 18–20 (%cr로 계산됩니다 + 3.3×%mo + 16×%n)- 316L보다 (나무 24–26) 그러나보다 높습니다 410 (나무 16-18).
  ~ 안에 5% NACL 소금 스프레이 테스트 (ASTM B117), 17-4 ph (수동) 500-700 시간 대비 붉은 녹을 저항합니다. 1,000+ 316L에 대한 시간.
• 일반적인 부식: 담수에서 잘 수행합니다, 공기, 그리고 가벼운 화학 물질 (pH 4–10). ~ 안에 10% 황산 (hoso₂), 부식율입니다 0.1 mm/년 (대. 0.05 316L의 MM/년).
• 곡물 간 부식 (IGC): 저탄소 함량 (<0.07%) 그리고 Niobium 안정화는 크롬 탄화물 침전을 예방합니다 - ASTM A262 실습 e (IGC 테스트) 크래킹없이.
• 응력 부식 균열 (SCC): 담수 및 대부분의 화학 물질에서 SCC에 저항하지만 염화물이 풍부한 환경에서는 민감합니다. (>100 ppm cl⁻) 인장 스트레스 하에서. H1150 성미 (더 낮은 강도) H900보다 SCC 저항력이 있습니다.

부식 완화 전략

• 패시베이션: 20-30% 질산에 담그십시오 (40–60 ° C, 30 분) cr₂o the 층을 두껍게하려면 소금 스프레이 저항성을 흡수합니다 30%.
• 전기 폴리싱: 매끄러운 표면을 만듭니다 (Ra ≤0.8 μm) 이는 의료 및 식품 적용에 대한 크리티브 부식을 줄입니다.
• 코팅: 가혹한 환경 (해수), PTFE 또는 세라믹 코팅을 적용하여 서비스 수명을 2-3 배 연장하십시오..

7. 제조 방법: 주조, 단조, 가공, 용접

주조

• 투자 캐스팅: 항공 우주에 널리 사용됩니다, 펌프, 및 Net 모양의 형상 및 미세한 표면 마감이 필요한 밸브 구성 요소 (RA 1.6-3.2 μm).
• 모래 주조: 큰 부품에 적용됩니다, 낮은 치수 정확도로 인해 후속 가공이 필요합니다 (ISO 당 CT8 – CT10 8062).
• 주요 고려 사항:

• • 수축 허용량 ~ 2.0% 17-4 ph.
  • 다공성 및 분리 위험은 제어 된 고정화 및 뜨거운 등방성 프레스로 완화해야합니다. (잘 알고 있기).
  • 산후 솔루션 어닐링은 강수 경화 전에 필수적입니다.

단조

• 닫힌 다이 단조: 더 강한 입자 흐름과 더 높은 피로 저항을 생성합니다. 샤프트에 이상적입니다, 랜딩 기어, 및 구조적 부품.
• 열린 다이 단조: 큰 빌릿에 사용됩니다, 디스크, 또는 방향 강도가 중요한 링.
• 장점:

• • 최대 인장 강도 1380 H900 성질의 MPA 정제 된 곡물 구조로 달성 할 수 있습니다.
  • 캐스팅에 비해 내부 수축의 위험 감소.

• 도전: 캐스팅에 비해 높은 툴링 비용과 제한된 설계 자유.

가공

• 가공 가능성: 비슷합니다 304 용액 처리 된 상태의 스테인레스 스틸, 강수 경화 후 크게 더 어려워집니다 (예를 들어, H900 성질 경도 ~ 44 HRC).
• 권장 사항:

• • 엄격한 설정과 함께 카바이드 툴링을 사용하십시오.
  • 홍수 냉각수를 사용하여 작업 강화를 줄입니다.
  • 가공을 종종 마무리합니다 솔루션이 매개 된 상태, 최종 열처리가 이어집니다.

• 응용: 정밀 항공 우주 피팅, 의료기구, 터빈 구성 요소.

용접

• 프로세스: gtaw (싸움), 간이 (나), 그리고 SMAW는 가능합니다.
• 용접 성: 좋은, 그러나 weld 후 열처리가 필요합니다 (솔루션 어닐링 + 노화) 균일 한 강수 경화를 복원합니다.
• 주요 관행:

• • 강수량이 강해졌습니다 (늙은) 자료가 있어야합니다 ~ 아니다 직접 용접 - 갈라지고 기계적 특성이 줄어 듭니다..
  • 필러 금속: AWS A5.9 ER630 또는 등가물을 위해 설계되었습니다 17-4 ph.

• 성능: 용접은 적절한 열처리 후에는 근거리 강도를 달성 할 수 있습니다, 용접 구역에서는 때때로 인성이 약간 낮습니다.

8. 일반적인 응용 프로그램 17-4 pH 스테인리스 스틸

17-4 PH 스테인리스 스틸 고강도, 부식 저항, 열처리 후 우수한 치수 안정성. 다음은 대표 응용 프로그램입니다:

항공 우주 & 방어

• 랜딩 기어 구성 요소, 액추에이터 샤프트, 터빈 엔진 부품 -강도 대 중량 비율과 응력 부식 균열에 대한 저항의 이점.
• 패스너 및 피팅 - H900 및 H1025 성미는 인장 강도를 제공합니다 > 1,200 MPA, 하중 조인트에 중요합니다.

기름 & 가스 / 에너지

• 밸브 줄기, 펌프 샤프트, 압축기 부품 - 17-4 pH는 염화물이 풍부한 해외 환경과 고압 작업을 견뎌냅니다.
• 다운 홀 도구 및 시추 장비 - 경도와 내마모성이 필요합니다, 종종 H900 – H1025 성사에서.
• 발전 터빈 - 블레이드에 사용됩니다, 디스크, 및 온도 저항을위한 하우징 (최대 ~ 315 ° C).

화학적 처리 & 선박

• 교반기 샤프트, 사기꾼, 믹서 - 산성/알칼리성 용액에 대한 저항을 활용하십시오.
• 해양 하드웨어, 프로펠러 샤프트, 커플 링 - 이중 합금은 종종 여기에서 경쟁합니다, 하지만 17-4 PH는 부식성 및 가공성의 균형 균형을 제공합니다.
• 해수 담수화 장비 -염화물이 풍부한 소금물에서 입증 된 서비스 수명.

의료 & 식품 산업

• 수술기구, 정형 외과 임플란트 - 높은 경도의 혜택, 내마모성, 수동화 또는 전기 폴리싱 후 부식 방지.
• 식품 가공 장비 - 절단 블레이드가 포함됩니다, 나이프, 그리고 도구 형성, 강도와 위생 표면이 모두 중요합니다.

산업 & 일반 공학

• 플라스틱 주입을위한 곰팡이 및 다이 - 열처리 후 탁월한 차원 안정성이 긴 서비스 수명을 보장합니다..
• 문장, 기어, 그리고 스핀들 - H900 Temper는 높은 내마모성을 지원합니다.
• 고성능 스프링 및 패스너 - 피로 저항을 부식 보호와 결합하십시오.

9. 국제 표준에 따라 브랜드

10. 비교 분석: 17-4 pH 대. 경쟁 합금

17-4 PH 스테인레스 스틸은 설계 요구 사항에 따라 여러 합금 패밀리와 경쟁합니다. 힘, 강인함, 부식 저항, 그리고 비용.

높은 기계적 강도를 중간 정도에서 높은 부식 저항과 결합하는 독특한 능력.

11. 도전 & 제한

그 강점에도 불구하고, 17-4 PH에는 설계 및 응용 프로그램에서 해결해야 할 제한 사항이 있습니다.:

고온 성능

• 한정: 강도는 500 ° C에서 300 ° C 이상의 빠르게 분해됩니다, H900 인장 강도가 떨어집니다 500 MPA (57% 절감).
• 완화: 고온 응용의 경우 (>300° C), Inconel을 사용하십시오 718 (유지 90% 600 ° C에서의 강도) 또는 코트 17-4 열 내성 세라믹 층을 갖는 pH.

염화물 감수성

• 한정: 염화물이 풍부한 환경에서 구덩이와 SCC에 취약합니다 (>100 ppm cl⁻) 인장 스트레스 하에서.
• 완화: H1150 Temper를 사용하십시오 (강도가 낮을수록 스트레스가 줄어 듭니다); 정기적으로 수동적입니다; 디자인의 틈새를 피하십시오.

강화 된 성미 가공

• 한정: H900 성미 (HB 300–380) 도구 마모 및 가공 비용을 증가시킵니다.
• 완화: 솔루션 발병 상태의 기계 (HB 200), 그런 다음 최종 경도에 나이가됩니다; 중요한 기능을 위해 CBN 도구를 사용하십시오.

비용

• 한정: 17-4 pH는 30-50%보다 더 비쌉니다 304 구리 및 Niobium 첨가로 인한 스테인레스 스틸.
• 완화: 사용 17-4 로드 베어링 구성 요소에 대해서만 pH; 저비용 합금과 결합하십시오 (예를 들어, 304) 비정규 부품의 경우.

12. 지속 가능성 & 미래의 트렌드

17-4 PH는 지속 가능성 목표와 신흥 산업 요구를 충족시키기 위해 발전하고 있습니다.:

지속 가능성 이니셔티브

• 재활용: 17-4 pH입니다 100% 재활용 가능, 속성 손실없이 - 재활용 17-4 pH가 필요합니다 40% 1 차 재료보다 생산할 에너지가 적습니다 (세계 스테인레스 스틸 협회).
• 폐기물 감소: 투자 캐스팅 17-4 pH는 재료 폐기물을 최소화합니다 (95–98% 수율) 대. 가공 (70–80% 수율).
• 긴 서비스 수명: 항공 우주 응용 프로그램에서, 17-4 pH 구성 요소가 지속됩니다 20+ 연도 - 교체 빈도 및 매립 폐기물 감소.

미래의 트렌드

• 첨가제 제조 (오전): 3D 프린트 17-4 ph (레이저 분말 침대 융합을 통해, LPBF) 복잡한 형상을 생성합니다 (예를 들어, 격자 구조) ~와 함께 15% 항공 우주 엔진 부품에 사용되는 캐스트 부품보다 피로 저항이 높음.
• 나노 스케일 강수: 고급 노화 과정 (예를 들어, 등온 노화) 더 작게 만듭니다, 더 균일 한 Cu가 침전된다 (2–5 nm)- 강인함을 줄이지 않고 강도를 10-15% 증가시킵니다.
• 하이브리드 합금: 17-4 탄소 나노 튜브로 강화 된 pH (CNT) 또는 세라믹 입자-고온 강도를 흡수합니다 20% (차세대 터빈 부품을 개발 중입니다).
• 저온 노화: 새로운 성질주기 (400–450 ° C) 에너지 사용을 줄입니다 30% 유지하는 동안 90% H900 강도-대량 EV 성분의 경우 지속 가능.

13. 결론

17-4 pH 스테인리스 스틸은 유연합니다, 기존 스테인레스 강과 고강도 합금강 사이의 간격을 연결하는 고성능 합금 제품군.

열처리로 조정할 수있는 능력은 디자이너가 필요할 때 탁월한 선택입니다. 힘, 합리적인 부식 저항 및 제조 가능성 같은 재료로.

성미의 적절한 선택, 신중한 제조 (용접 및 가공 연습), 적절한 표면 처리는 서비스 수명을 극대화합니다.

염화물이 풍부하거나 매우 고온 환경, 이중 스테인레스 강 또는 니켈 슈퍼 합금과 같은 대안을 고려해야합니다..

 

FAQ

~이다 17-4 pH 자기?

예, 마르텐 사이트 스테인레스 스틸이기 때문입니다, 그것은 대부분의 성교에서 자기입니다.

할 수 있다 17-4 냉 작업으로 인해 pH가 강화됩니다?

그것은 일을합니다, 그러나 의도 된 강화 메커니즘은 강수 경화입니다 (노화). 최종 치수가 빡빡합니다, 용액 처리 된 상태의 기계, 그런 다음 나이.

차이점은 무엇입니까? 17-4 pH와 15-5 pH 스테인리스 스틸?

둘 다 pH 스테인레스 강입니다, 하지만 17-4 pH는 크롬이 더 높다 (15–17.5% 대. 14–15.5% 15-5 ph) 그리고 낮은 니켈 (3–5% 대. 3.5–5.5% 15-5 ph).

17-4 PH는 더 높은 강도를 제공합니다 (H900: 1,150 MPA 대. 15-5 pH H900: 1,050 MPA), ~하는 동안 15-5 pH는 약간 더 나은 내식성을 가지고 있습니다 (목재 20 대. 19) 그리고 형성성.

할 수 있다 17-4 pH는 해수 적용에 사용됩니다?

제한-17-4 ph (나무 18-20) 바닷물에 구덩이를 잡을 수 있습니다 (35,000 ppm cl⁻) 500-700 시간 후 (ASTM B117).

장기 해수 사용, 316L을 선택하십시오 (나무 24–26) 또는 이중 2205 (나무 32–35).

만약에 17-4 pH가 필요합니다, H1150 Temper를 사용하십시오 + 전기 폴리싱 + PTFE 코팅은 서비스 수명을 2-3 년으로 연장합니다.

최대 온도는 얼마입니까? 17-4 pH를 견딜 수 있습니다?

지속적인 서비스를 위해, 17-4 pH는 300 ℃로 제한된다 (H900 성미) 또는 350 ° C (H1150 성미).

300 ° C 이상, 누가 거동을했는지, 강도 감소. 단기 노출 (1–2 시간), 최대 450 ° C를 견딜 수 있습니다.

용접에 어떤 영향을 미칩니다 17-4 pH의 특성?

용접은 열 영향 구역을 부드럽게합니다 (위험요소) Cu 침전물을 용해시킴으로써 - 인장 강도는 30-40% 감소 할 수 있습니다..

강도를 복원합니다, weld 이후 솔루션 어닐링을 수행하십시오 (1,050° C, 1 시간) + 원래 성질로의 개작. ER630 필러 금속과 함께 gtaw를 사용하여 균열을 최소화하십시오.

~이다 17-4 의료 임플란트에 적합한 pH?

예 —H1150 테일 퍼드 17-4 pH는 생체 적합성이다 (ISO를 만난다 10993) 정형 외과 임플란트에 사용됩니다 (무릎, 엉덩이) 그리고 수술기구.

전기 분비가 필요합니다 (Ra ≤0.8 μm) 체액의 부식성을 향상시키기 위해 박테리아 접착력 및 패권을 줄이기 위해.