1. مقدمة
اختيار الحق الصف الفولاذ المقاوم للصدأ يؤثر بشكل مباشر على أداء المنتج, طول العمر, والفعالية من حيث التكلفة.
في هذه المقالة, نقدم عمقًا, مقارنة موثوقة بين 316 (سبيكة أوستنيكية تخص مقاومة التآكل) و 17-4ph (مارتينيتي, تم الاحتفال بسبائك هطول الأمطار لقوته العالية).
من خلال التحليل المنهجي للكيمياء, الخصائص الميكانيكية, سلوك التآكل, المعالجة الحرارية, وتطبيقات الصناعة, سيحصل المهندسون على وضوح عند تحديد كل درجة لتحقيق النتائج المثلى.
2. التركيب الكيميائي
| عنصر | 316 الفولاذ المقاوم للصدأ (بالوزن. ٪) | 17‑4PH الفولاذ المقاوم للصدأ (بالوزن. ٪) | الوظيفة الأساسية |
|---|---|---|---|
| كر | 16.0 -8.0 | 15.0 -7.5 | يشكل فيلمًا سلبيًا واقعيًا لمقاومة التآكل العام والدرجة المذهلة |
| في | 10.0 -14.0 | 3.0 -5.0 | يستقر الأوستينيت (صلابة, ليونة); في 17-4 في الساعة في الإيدز المتانة مارتينيت عن طريق الأوستينيت المحتجز |
| شهر | 2.0 -3.0 | - | يعزز مقاومة التآكل وتآكل الشقوق في بيئات كلوريد الغنية |
النحاس |
- | 3.0 -5.0 | تترسب أثناء الشيخوخة كجزيئات ε - cu متماسكة, تقديم قوة عالية في 17-4 في الساعة |
| ملحوظة + مواجهة | - | 0.15 -0.45 | تشكل الكربون الدقيق الذي يثبت حدود الحبوب ويثبت بنية مارتينسيتيك |
| من | ≤2.0 | ≤1.0 | يعمل كمؤسس أثناء الانصهار والبدائل الجزئية لـ NI لتحقيق الاستقرار في الأوستينيت |
| و | ≤1.0 | ≤1.0 | يحسن مقاومة الأكسدة أثناء التعرض لدرجة الحرارة العالية |
| ج | ≤0.08 | ≤0.07 | في 316 يحد من شبكات الكربيد لمنع التوعية; في 17-4 في الساعة توازن الصلابة Martensite مقابل. صلابة |
| س | ≤0.03 | ≤0.03 | يعزز القابلية للآلات عن طريق شوائب الكبريتيد, مع الحد الأدنى من التأثير على التآكل |
3. الخواص الميكانيكية
يتأثر السلوك الميكانيكي من الفولاذ المقاوم للصدأ بعمق بتاريخها المجهرية والمعالجة الحرارية.
316 الفولاذ المقاوم للصدأ, كونها أوستنيكية تماما, يعرض ليونة ممتازة وقوة معتدلة,
بينما 17-4الرقم الهيدروجيني, باعتباره الفولاذ المقاوم للصدأ المصنوع من هطول الأمطار, يوفر قوة وصياغة استثنائية بعد شيخوخة العلاج.
يقارن الجدول التالي الخصائص الميكانيكية الرئيسية في ظل ظروف مشتركة.
الجدول المقارن: الخصائص الميكانيكية من 316 مقابل. 17-4الرقم الهيدروجيني الفولاذ المقاوم للصدأ
| ملكية | 316 الفولاذ المقاوم للصدأ (صلب) | 17-4الرقم الهيدروجيني الفولاذ المقاوم للصدأ (H900) | 17-4الرقم الهيدروجيني الفولاذ المقاوم للصدأ (H1150) |
|---|---|---|---|
| قوة الشد (MPa) | 515-620 | ≥ 1310 | ~ 930 |
| قوة العائد (0.2%, MPa) | 205-290 | ≥ 1170 | ~ 725 |
| استطالة (%) | ≥ 40 | ~ 10-12 | ~ 16-20 |
| صلابة (HRB/HRC) | HRB 80–95 (≈ HB 150-200) | HRC 40-44 | HRC 28-32 |
| صلابة التأثير (ج, rt) | > 160 ج | ~ 20-30 ي | ~ 50-60 ي |
| قوة التعب (MPa) | ~ 240 (لمدة 10 ⁷ دورات, ص = 0.1) | ~ 620 (H900, 10⁷ دورات, ص = 0.1) | ~ 450 |
| معامل المرونة (المعدل التراكمي) | 193 | 200 | 200 |
4. مقاومة التآكل
في البيئات المسببة للتآكل, يتوقف اختيار المواد على كيفية صياغة الهجوم الموحد, الحفر الموضعية, تكسير الإجهاد, وأكسدة ارتفاع درجة الحرارة.
عام (زي مُوحد) تآكل
- 316 الفولاذ المقاوم للصدأ
يقوم المهندسون بالإبلاغ عن معدلات التآكل أدناه 0.1 مم/سنة في حلول كلوريد محايدة (3.5 % كلوريد الصوديوم في 25 درجة مئوية).
مزيجها من 16-18 % CR و 2-3 % MO يحافظ على فيلم سلبي عنيد/Moo₃ يصد كل من الأحماض والقلوية. - 17‑4PH الفولاذ المقاوم للصدأ
مع 15-17.5 % CR ولكن لا مو, 17‑4PH يتآكل في تقريبا 0.2 مم/سنة في ظل نفس الظروف.
على الرغم من أن إضافات CU و NB لها تعزز قليلاً المقاومة العامة, لا يمكن أن يتطابق مع أداء 316 موحد - الهجوم الموحد.
تأليب & تآكل الشقوق
- SS316 يحقق أ رقم ما يعادل مقاومة الحفر (خشب) من حوالي 24 (خذ = كر + 3.3 شهر + 16 ن), الذي يرفع درجة حرارة الحفر الحرجة (CPT) إلى تقريبا 23 درجة مئوية في المياه المالحة الهوائية.
- 17-4ph يفتقر مو, لذلك يقع Pren بالقرب من 14, إسقاط CPT إلى حوالي -2 درجة مئوية. بالتالي, 17‑4PH يعاني من الهجوم الموضعي في بيئات كلوريد معتدل نسبيا.
تكسير الإجهاد (SCC)
- 316 الفولاذ المقاوم للصدأ
يحافظ على مقاومة SCC حتى 60 درجة مئوية في وسائل الإعلام الحاملة للكلوريد تحت إجهاد الشد. هيكله الوليس الكامل وبدء الانتشار والانتشار. - 17‑4PH الفولاذ المقاوم للصدأ
يعرض قابلية SCC المعتدلة عند العمر أعلاه 482 درجة مئوية (شروط H900 - H1025).
شيخوخة الحدود حدود الحبوب, لذلك يجب على المصممين التخفيف.
أكسدة عالية درجة الحرارة & التحجيم
- 316 يشكل مقياس كروميا مستمر يظل ملتصقًا 800 درجة مئوية في الأجواء المؤكسدة.
محتوى MO يبطئ معدلات نمو النطاق, تحضير 316 مثالي لمكونات المداخن ومكونات الفرن. - 17-4ph كما يطور cr₂o₃ في درجات حرارة مرتفعة, لكن scale spallation يصبح مهمًا أعلاه 600 درجة مئوية.
يجب على المصممين تطبيق الطلاء أو تحديد السبائك البديلة عندما تثبت مقاومة الأكسدة فوق هذه العتبة أمرًا بالغ الأهمية.
5. المعالجة الحرارية & قابلية التشغيل
يختلف سلوك المعالجة الحرارية وخصائص المعالجة من الفولاذ المقاوم للصدأ SS316 و 17-4PH بشكل كبير بسبب فئاتها المعدنية الأساسية:
316 هو الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي, بينما 17-4ph هو أ سبيكة مارتينيتيك المترسمة.
تؤثر هذه الاختلافات على كيفية تصلب كل مادة, شكلت, ملحومة, وآلة.
316 الفولاذ المقاوم للصدأ
316 لا يمكن تصلبها بالمعالجة الحرارية بسبب بنيتها الأوستنية بالكامل. تم تحسين قوته بشكل أساسي العمل البارد, مما يعزز الصلابة والقوة الشد على حساب اللياقة.
إنه شائع الصلب في 1010-1120 درجة مئوية, تليها التبريد السريع للحفاظ على مقاومة التآكل.
لحام 316 سهل نسبيا, تتطلب الحد الأدنى من العلاج بعد الولادة ما لم يتم استخدامه في البيئات الحرجة.
17-4الرقم الهيدروجيني الفولاذ المقاوم للصدأ
17-4الرقم الهيدروجيني, على الجانب الآخر, يمكن تصلبها بشكل كبير من خلال معالجة الحرارة هطول الأمطار, الذي ينطوي حل الحل في 1020-1050 درجة مئوية تليها شيخوخة في درجات حرارة مختلفة (H900 - H1150).
تحدد حالة معالجة الحرارة خصائصها النهائية - H900 تعطي أقصى قوة, في حين أن H1150 يوفر أفضل صلابة ومقاومة للتآكل.
يقدم القدرة الممتازة في حالة حلول الحلول, وعلى الرغم من قابلية اللحام, يعد شيخوخة ما بعد اليرلد ضروريًا لاستعادة الخصائص الميكانيكية.
الجدول المقارن: المعالجة الحرارية & قابلية التشغيل
| ملكية | 316 الفولاذ المقاوم للصدأ | 17-4الرقم الهيدروجيني الفولاذ المقاوم للصدأ |
|---|---|---|
| نوع المعالجة الحرارية | الصلب (عدم الصيد) | علاج الحل + شيخوخة هطول الأمطار |
| آلية تصلب | يعمل البارد فقط | تصلب هطول الأمطار (H900 - H1150) |
| درجة حرارة الصلب النموذجية. | 1010-1120 درجة مئوية | 1020-1050 درجة مئوية (حل الحل) |
| درجات حرارة الشيخوخة | لا يوجد | 480 درجة مئوية (H900) إلى 620 درجة مئوية (H1150) |
| المعالجة الحرارية بعد اللحام | عادة غير مطلوب | مطلوب لاستعادة القوة والصلابة |
| القدرة على التصنيع (حالة الحل) | معتدل | جيد |
| قابلية اللحام | ممتاز مع المعادن الحشو الأوستينية القياسية | جيد, ولكن يتطلب شيخوخة ما بعد اليرد ويلد |
| القابلية للتشكيل | ممتاز (رسم عميق, الانحناء) | عادلة إلى معتدلة (ليونة محدودة عندما العمر) |
6. التطبيقات & حالات استخدام الصناعة
316 الفولاذ المقاوم للصدأ - التطبيقات الرئيسية
- البحرية صناعة: مثالي للمكونات المعرضة لمياه البحر مثل المضخات, الصمامات, السحابات, والأجهزة البحرية بسبب مقاومة ممتازة لتآكل الكلوريد.
- المعالجة الكيميائية: شائع الاستخدام في معدات التعامل مع الأحماض, الدبابات, الأنابيب, والمبادلات الحرارية حيث تكون مقاومة التآكل أمرًا بالغ الأهمية.
- طعام & صناعة المشروبات: المفضل لمعدات المعالجة الصحية مثل الناقلات, خلط الدبابات, والأنابيب التي تتطلب صحية, أسطح سهلة التنظيف.
- الأدوية & الحقول الطبية: تطبيق في الأدوات الجراحية, مكونات قابلة للتطبيق, والأجهزة الطبية غير المزروعة بسبب التوافق الحيوي ومقاومة التآكل.
- بنيان & بناء: يستخدم في واجهات المباني, الدرابزين, وتركيبات في البيئات الساحلية أو الحضرية التي تتطلب المتانة الجمالية ومقاومة التآكل.
17-4PH الفولاذ المقاوم للصدأ - التطبيقات الرئيسية
- الفضاء الجوي & الطيران: يستخدم على نطاق واسع في المكونات الهيكلية, السحابات, أجزاء معدات الهبوط, ومكونات محرك التوربينات بسبب نسبة القوة إلى الوزن العالية.
- زيت & صناعة الغاز: مناسبة للأدوات الصامتة, مهاوي, وصمامات الضغط العالي التي تتطلب قوة ومقاومة التآكل المعتدلة.
- الأدوات الصناعية: المطبق في القوالب, يموت, والأجزاء الميكانيكية الدقيقة حيث الصلابة, مقاومة التآكل, والاستقرار الأبعاد ضروريان.
- قطاع الطاقة: يستخدم في أنظمة الطاقة النووية وتوربينات الرياح للمكونات المعرضة للإجهاد, حرارة, والبيئات التآكل المعتدلة.
7. الدرجات المكافئة
فهم الدرجات المكافئة 316 مقابل. 17-4الرقم الهيدروجيني يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ أمرًا ضروريًا لاختيار المواد المناسبة عبر المعايير الدولية المختلفة, ضمان التوافق العالمي ومرونة المصادر.
| معيار | 316 مكافئ الفولاذ المقاوم للصدأ | 17-4PH مكافئ الفولاذ المقاوم للصدأ |
|---|---|---|
| رقم يو إن إس | S31600 | S17400 |
| أستم | A240 (لوحة/ورقة), A276 (حاجِز), A312 (ماسورة) | A564 (شبه منتصب), A693 (الحانات), A705 (أنبوب ملحومة) |
| في (أوروبا) | 1.4401 (x5crnimo17-12-2) | 1.4542 (x5crnicunb16-4) |
| هو (اليابان) | SUS316 | SUS630 |
| غيغابايت (الصين) | 0CR17NI12MO2 | 06Cr17Ni4Cu4Nb |
| من (ألمانيا) | x5crnimo17-12-2 | x5nicunb16-4 |
8. مقارنة شاملة 316 مقابل. 17-4الرقم الهيدروجيني الفولاذ المقاوم للصدأ
| وجه | 316 الفولاذ المقاوم للصدأ | 17-4الرقم الهيدروجيني الفولاذ المقاوم للصدأ |
|---|---|---|
| البنية المجهرية | الأوستنيتي (لجنة الاتصالات الفيدرالية) | مارتنسيتي + هطول الأمطار |
| قوة الشد | 485-620 ميجا باسكال (صلب) | 930-1300 ميجا باسكال (مسن) |
| صلابة | ما يصل إلى ~ 95 HRB | حتى 44 لجنة حقوق الإنسان |
| مقاومة التآكل | ممتاز, خاصة في الكلوريد | معتدل, أقل مقاومة للحفر |
| ليونة | عالي (>40% استطالة) | معتدل (8-15% استطالة) |
| المعالجة الحرارية | الصلب فقط | علاج الحل + شيخوخة |
| قابلية اللحام | ممتاز | يتطلب معالجة حرارة ما بعد الدفعة |
| التطبيقات النموذجية | البحرية, كيميائية, طبي, تجهيز الأغذية | الفضاء الجوي, زيت & غاز, الأدوات |
| يكلف | معتدل | أعلى |
9. خاتمة
ختاماً, 316 الفولاذ المقاوم للصدأ يضيء حيث مقاومة التآكل, القابلية للتشكيل, وكفاءة التكلفة أكثر أهمية.
على الجانب الآخر, 17‑4PH الفولاذ المقاوم للصدأ يتفوق في القوة الناقدة, تطبيقات حساسة للإرهاق حيث يمكن للمصممين إدارة احتياجاتهم الأكثر تطلبًا من الحرارة والتصنيع.
عن طريق وزن العدوانية البيئية, الأحمال الميكانيكية, وقيود التصنيع,
يمكن للمهندسين اختيار الدرجة المثلى بثقة - مما يضمن موثوقية المكون, أداء, وقيمة دورة الحياة.
هذا هو الخيار الأمثل لاحتياجات التصنيع الخاصة بك إذا كنت بحاجة إلى جودة عالية الفولاذ المقاوم للصدأ المسبوكات.
الأسئلة الشائعة:
ما هي الاختلافات الرئيسية بين 316 مقابل. 17-4الرقم الهيدروجيني الفولاذ المقاوم للصدأ?
316 هو الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المعروف بمقاومة التآكل الممتازة والليونة العالية,
في حين أن 17-4 في الساعة هو من الفولاذ المقاوم للصدأ الذي يصلب على هطول الأمطار يوفر قوة وصياغة فائقة ولكن مقاومة تآكل معتدلة.
هياكلها المجهرية, الخصائص الميكانيكية, ومتطلبات المعالجة الحرارية تختلف اختلافا كبيرا.
أي الفولاذ المقاوم للصدأ لديه مقاومة تآكل أفضل?
316 الفولاذ المقاوم للصدأ يتفوق على 17-4ph في مقاومة التآكل, وخاصة في الغنية بالكلوريد, البحرية, والبيئات الكيميائية, إلى حد كبير بسبب محتوى الموليبدينوم.
17-4الرقم الهيدروجيني له مقاومة تآكل معتدلة وقد يتطلب طلاء واقية في بيئات عدوانية.
هل يمكن استبدال الفولاذ المقاوم للصدأ 17-4 في الساعة 316 في جميع التطبيقات?
لا. بينما يوفر 17-4ph قوة وصياغة أعلى, لا يتطابق مع مقاومة التآكل وليونة 316.
إنه مناسب للتطبيقات التي تتطلب قوة ميكانيكية عالية ومقاومة تآكل معتدلة, مثل الفضاء أو الزيت & مكونات الغاز, بدلا من استخدامات معالجة البحرية أو المعالجة الغذائية.
أي الفولاذ المقاوم للصدأ أسهل في الآلة?
17-4الرقم الهيدروجيني أسهل للآلة بعد علاج الحل بسبب صلابة أقل في تلك المرحلة. 316 يميل إلى العمل HARGEN بسرعة أثناء الآلات, مما يجعل من الصعب قطعها بكفاءة.
كيف تكاليف 316 مقابل. 17-4الرقم الهيدروجيني مقارنة?
عمومًا, 17-4يكلف الفولاذ المقاوم للصدأ درجة الحموضة أكثر بسبب عناصر صناعة السبائك المعقدة وعمليات معالجة الحرارة.
316 هو أكثر اقتصادا للتطبيقات التي تعطي الأولوية لمقاومة التآكل وقابليتها للتشكيل.
هو 17-4ph من الفولاذ المقاوم للصدأ المغناطيسي?
نعم, 17-4PH يعرض الخصائص المغناطيسية بسبب بنيتها martensitic, بينما 316 الفولاذ المقاوم للصدأ عمومًا غير مغناطيسي في حالة الصلب.
