1. Zavedení
Výběr správného třídy nerezové oceli přímo ovlivňuje výkon produktu, dlouhověkost, a nákladová efektivita.
V tomto článku, představujeme hloubku, autoritativní srovnání mezi 316 (austenitická slitina ceněná pro svou odolnost proti korozi) a 17-4PH (martenzitická, precipitačně kalitelná slitina proslulá svou vysokou pevností).
Prostřednictvím systematického rozboru chemie, Mechanické vlastnosti, korozní chování, tepelné zpracování, a průmyslové aplikace, inženýři získají jasno v tom, kdy specifikovat jednotlivé třídy pro optimální výsledky.
2. Chemické složení
| Živel | 316 Nerez (hm. %) | 17-4PH Nerezová ocel (hm. %) | Primární funkce |
|---|---|---|---|
| Cr | 16.0 –18.0 | 15.0 –17.5 | Vytváří ochranný Cr₂O₃ pasivní film, který odolává obecné a vysokoteplotní korozi |
| V | 10.0 –14.0 | 3.0 –5,0 | Stabilizuje austenit (houževnatost, tažnost); v 17‑4PH napomáhá houževnatosti martenzitu zbytkovým austenitem |
| Mo | 2.0 –3,0 | - | Zvyšuje odolnost proti důlkové a štěrbinové korozi v prostředích bohatých na chloridy |
Cu |
- | 3.0 –5,0 | Sráží se během stárnutí jako koherentní částice ε‑Cu, poskytuje vysokou pevnost v 17-4PH |
| NB + Tváří v tvář | - | 0.15 –0,45 | Vytváří jemné karbonitridy, které spojují hranice zrn a stabilizují martenzitickou strukturu |
| Mn | ≤2,0 | ≤1,0 | Působí jako deoxidační činidlo při tavení a částečně nahrazuje Ni pro stabilizaci austenitu |
| A | ≤1,0 | ≤1,0 | Zlepšuje odolnost proti oxidaci při vystavení vysokým teplotám |
| C | ≤0,08 | ≤0,07 | V 316 omezuje karbidové sítě, aby se zabránilo senzibilizaci; v 17‑4PH vyrovnává tvrdost martenzitu vs. houževnatost |
| S | ≤0,03 | ≤0,03 | Zlepšuje obrobitelnost prostřednictvím sulfidových inkluzí, s minimálním vlivem na korozi |
3. Mechanické vlastnosti
Mechanické chování korozivzdorných ocelí je hluboce ovlivněno jejich mikrostrukturou a historií tepelného zpracování.
316 nerez, jsou plně austenitické, vykazuje vynikající tažnost a střední pevnost,
zatímco 17-4Ph, jako precipitačně kalená martenzitická nerezová ocel, poskytuje výjimečnou pevnost a tvrdost po ošetření stárnutím.
Následující tabulka porovnává klíčové mechanické vlastnosti za běžných podmínek.
Srovnávací tabulka: Mechanické vlastnosti 316 vs.. 17-4PH nerezové oceli
| Vlastnictví | 316 Nerez (Žíhané) | 17-4PH Nerezová ocel (H900) | 17-4PH Nerezová ocel (H1150) |
|---|---|---|---|
| Pevnost v tahu (MPA) | 515–620 | ≥ 1310 | ~930 |
| Výnosová síla (0.2%, MPA) | 205–290 | ≥ 1170 | ~725 |
| Prodloužení (%) | ≥ 40 | ~10–12 | ~16–20 |
| Tvrdost (HRB/HRC) | HRB 80-95 (≈ HB 150–200) | HRC 40–44 | HRC 28–32 |
| Ovlivnit houževnatost (J, @RT) | > 160 J | ~20–30 J | ~50–60 J |
| Únava (MPA) | ~ 240 (pro 10⁷ cyklů, R = 0,1) | ~620 (H900, 10⁷ cyklů, R = 0,1) | ~ 450 |
| Modul elasticity (GPA) | 193 | 200 | 200 |
4. Odolnost proti korozi
V korozivním prostředí, výběr materiálu závisí na tom, jak slitiny odolávají rovnoměrnému napadení, lokalizovaný důlek, pnutí-korozní praskání, a vysokoteplotní oxidaci.
Generál (Jednotný) Koroze
- 316 Nerez
Inženýři udávají míru koroze níže 0.1 MM/rok v neutrálních chloridových roztocích (3.5 % NaCl na 25 ° C.).
Jeho kombinace 16–18 % Cr a 2–3 % Mo udržuje houževnatý Cr₂O3/MoO₃ pasivní film, který odpuzuje kyseliny i zásady. - 17-4PH Nerezová ocel
S 15–17.5 % Cr, ale ne Mo, 17-4PH koroduje zhruba 0.2 MM/rok za stejných podmínek.
Ačkoli jeho přídavky Cu a Nb mírně zvyšují obecnou odolnost, nemůže se rovnat výkonu jednotného útoku 316.
Pitting & Štěrbinová koroze
- SS316 dosáhne a Ekvivalentní číslo odporu pittingu (Dřevo) asi 24 (VZÍT = Cr + 3.3 Mo + 16 N), což zvyšuje jeho kritickou bodovou teplotu (CPT) na zhruba 23 ° C. v provzdušněné slané vodě.
- 17-4PH chybí Mo, takže jeho PREN se blíží 14, pokles CPT na přibližně –2 °C. V důsledku toho, 17‑4PH trpí lokalizovaným útokem v poměrně mírném chloridovém prostředí.
Praskání v důsledku koroze (SCC)
- 316 Nerez
Udržuje odolnost SCC až 60 ° C. v médiích obsahujících chlorid pod tahovým napětím. Jeho plně austenitická struktura a pasivní film obohacený Mo blokují iniciaci a šíření trhlin. - 17-4PH Nerezová ocel
Ve vyšším věku vykazuje střední náchylnost k SCC 482 ° C. (Podmínky H900–H1025).
Stárnutí křehne hranice zrn, takže konstruktéři musí zmírnit namáhání v tahu nebo specifikovat duplexní třídy pro vystavení chloridům při vysoké teplotě.
Vysokoteplotní oxidace & Měřítko
- 316 tvoří souvislou stupnici chromia, která zůstává přilnavá až do 800 ° C. v oxidačních atmosférách.
Jeho obsah Mo dále zpomaluje růst měřítka, výroba 316 ideální pro komponenty spalin a pecí. - 17-4PH také vyvíjí Cr2O3 při zvýšených teplotách, ale odlupování šupin se stává významným výše 600 ° C..
Konstruktéři musí aplikovat povlaky nebo zvolit alternativní slitiny, pokud se oxidační odolnost nad touto prahovou hodnotou ukáže jako kritická.
5. Tepelné zpracování & Zpracovatelnost
Chování při tepelném zpracování a zpracovatelské charakteristiky nerezových ocelí SS316 a 17-4PH se výrazně liší v důsledku jejich základních metalurgických tříd:
316 je austenitické nerezové oceli, zatímco 17-4PH je a precipitačně kalená martenzitická slitina.
Tyto rozdíly ovlivňují, jak lze jednotlivé materiály vytvrdit, vytvořeno, svařované, a opracované.
316 Nerez
316 nelze vytvrdit tepelným zpracováním díky své plně austenitické struktuře. Jeho pevnost se zlepšuje především o práce za studena, který zvyšuje tvrdost a pevnost v tahu na úkor tažnosti.
Je to běžné žíháno na 1010–1120 °C, následuje rychlé ochlazení pro udržení odolnosti proti korozi.
Svařování 316 je poměrně snadné, vyžadující minimální úpravu po svařování, pokud nejsou používány v kritických prostředích.
17-4PH Nerezová ocel
17-4Ph, na druhé straně, lze výrazně vytvrdit skrz srážkové tepelné zpracování, která zahrnuje roztokové ošetření při 1020–1050 °C a následně stárnutí při různých teplotách (H900–H1150).
Podmínky tepelného zpracování určují jeho konečné vlastnosti – H900 poskytuje maximální pevnost, zatímco H1150 poskytuje lepší houževnatost a odolnost proti korozi.
Nabízí vynikající obrobitelnost ve stavu rozpouštěcím žíháním, a přestože je svařitelný, stárnutí po svařování je nezbytné pro obnovení mechanických vlastností.
Srovnávací tabulka: Tepelné zpracování & Zpracovatelnost
| Vlastnictví | 316 Nerez | 17-4PH Nerezová ocel |
|---|---|---|
| Typ tepelného zpracování | Žíhání (netvrdnoucí) | Léčba roztokem + srážkové stárnutí |
| Mechanismus kalení | Pouze práce za studena | Srážkové kalení (H900–H1150) |
| Typická teplota žíhání. | 1010–1120 °C | 1020–1050 °C (roztok léčit) |
| Teploty stárnutí | N/a | 480 ° C. (H900) na 620 °C (H1150) |
| Po západním tepelném zpracování | Obvykle se nevyžaduje | Vyžaduje se pro obnovení pevnosti a tvrdosti |
| Machinability (Stav řešení) | Mírný | Dobrý |
| Svařovatelnost | Vynikající se standardními austenitickými přídavnými kovy | Dobrý, ale vyžaduje stárnutí po svařování |
| Formovatelnost | Vynikající (hluboký kresba, ohýbání) | Spravedlivé až umírněné (omezená tažnost při stárnutí) |
6. Aplikace & Případy průmyslového použití
316 Nerezová ocel – hlavní aplikace
- Marine Průmysl: Ideální pro součásti vystavené mořské vodě, jako jsou čerpadla, ventily, upevňovací prvky, a námořní hardware díky vynikající odolnosti vůči chloridové korozi.
- Chemické zpracování: Běžně se používá v zařízeních pro manipulaci s kyselinami, tanky, potrubí, a výměníky tepla, kde je kritická odolnost proti korozi.
- Jídlo & Nápojový průmysl: Upřednostňuje se pro sanitární zpracovatelská zařízení, jako jsou dopravníky, míchací nádrže, a potrubí, které vyžadují hygienu, snadno čistitelné povrchy.
- Farmaceutický & Lékařské obory: Používá se v chirurgických nástrojích, sterilizovatelné komponenty, a neimplantovaná zdravotnická zařízení díky biokompatibilitě a odolnosti proti korozi.
- Architektura & Konstrukce: Používá se na fasády budov, madla, a příslušenství v pobřežním nebo městském prostředí vyžadující estetickou trvanlivost a odolnost proti korozi.
17-4PH Nerezová ocel – hlavní aplikace
- Aerospace & Letectví: Široce se používá v konstrukčních prvcích, upevňovací prvky, díly přistávacího zařízení, a součásti turbínového motoru díky vysokému poměru pevnosti k hmotnosti.
- Olej & Plynárenský průmysl: Vhodné pro vrtací nářadí, hřídele, a vysokotlaké ventily, které vyžadují pevnost a střední odolnost proti korozi.
- Průmyslové nástroje: Aplikuje se ve formách, umírá, a přesné mechanické díly s tvrdostí, nosit odpor, a rozměrová stabilita jsou zásadní.
- Energetický sektor: Používá se v jaderných energetických systémech a větrných turbínách pro komponenty vystavené namáhání, teplo, a středně korozivní prostředí.
7. Ekvivalentní známky
Pochopení ekvivalentních stupňů 316 vs.. 17-4Ph nerezové oceli je zásadní pro výběr vhodných materiálů napříč různými mezinárodními normami, zajištění globální kompatibility a flexibility zdrojů.
| Norma | 316 Ekvivalent z nerezové oceli | 17-4Ekvivalent PH z nerezové oceli |
|---|---|---|
| UNS číslo | S31600 | S17400 |
| ASTM | A240 (talíř/list), A276 (bar), A312 (trubka) | A564 (polotovar), A693 (bary), A705 (svařovaná trubka) |
| V (Evropa) | 1.4401 (X5CrNiMo17-12-2) | 1.4542 (X5CrNiCuNb16-4) |
| On (Japonsko) | SUS316 | SUS630 |
| GB (Čína) | 0CR17NI12MO2 | 06CR17NI4CU4NB |
| Z (Německo) | X5CrNiMo17-12-2 | X5NiCuNb16-4 |
8. Komplexní srovnání 316 vs.. 17-4PH nerezové oceli
| Aspekt | 316 Nerez | 17-4PH Nerezová ocel |
|---|---|---|
| Mikrostruktura | Austenic (FCC) | Martenzitické + Vytvrzené srážky |
| Pevnost v tahu | 485-620 MPa (žíhané) | 930-1300 MPa (ve věku) |
| Tvrdost | Až ~95 HRB | Až do 44 HRC |
| Odolnost proti korozi | Vynikající, zejména v chloridech | Mírný, méně odolné proti důlkové korozi |
| Tažnost | Vysoký (>40% prodloužení) | Mírný (8-15% prodloužení) |
| Tepelné zpracování | Pouze žíhání | Léčba roztokem + Stárnutí |
| Svařovatelnost | Vynikající | Vyžaduje tepelné zpracování po svařování |
| Typické aplikace | Marine, chemikálie, lékařský, Zpracování potravin | Aerospace, olej & plyn, nástroje |
| Náklady | Mírný | Vyšší |
9. Závěr
Na závěr, 316 nerez září tam, kde odolnost proti korozi, Formovatelnost, a nákladová efektivita je nejdůležitější.
Na druhé straně, 17-4PH nerezová ocel vyniká v kritické pevnosti, aplikace citlivé na únavu, kde mohou konstruktéři zvládnout náročnější potřeby tepelného zpracování a výroby.
Zvážením agresivity prostředí, mechanická zatížení, a výrobními omezeními,
inženýři mohou s jistotou vybrat optimální třídu – a tím zajistit spolehlivost komponent, výkon, a hodnotu životního cyklu.
TENTO je perfektní volbou pro vaše výrobní potřeby, pokud potřebujete vysoce kvalitní nerez odlitky.
Časté časté:
Jaké jsou hlavní rozdíly mezi 316 vs.. 17-4PH nerezové oceli?
316 je austenitická nerezová ocel známá pro vynikající odolnost proti korozi a vysokou tažnost,
zatímco 17-4PH je martenzitická precipitačně kalená nerezová ocel nabízející vynikající pevnost a tvrdost, ale střední odolnost proti korozi.
Jejich mikrostruktury, Mechanické vlastnosti, a požadavky na tepelné zpracování se výrazně liší.
Která nerezová ocel má lepší odolnost proti korozi?
316 nerezová ocel překonává 17-4PH v odolnosti proti korozi, zvláště bohaté na chloridy, Marine, a chemickém prostředí, hlavně kvůli obsahu molybdenu.
17-4PH má střední odolnost proti korozi a může vyžadovat ochranné nátěry v agresivním prostředí.
Může nahradit nerezovou ocel 17-4PH 316 ve všech aplikacích?
Žádný. Zatímco 17-4PH poskytuje vyšší pevnost a tvrdost, neodpovídá korozivzdornosti a tažnosti 316.
Je vhodnější pro aplikace vyžadující vysokou mechanickou pevnost a střední odolnost proti korozi, jako je letectví nebo ropa & plynové složky, spíše než použití v moři nebo při zpracování potravin.
Která nerezová ocel se snáze obrábí?
17-4PH se po úpravě roztokem snadněji obrábí kvůli jeho nižší tvrdosti v této fázi. 316 během obrábění má tendenci rychle tvrdnout, což činí efektivní řezání náročnější.
Jak se náklady 316 vs.. 17-4PH porovnat?
Obvykle, 17-4PH nerezová ocel stojí více kvůli svým složitým legovacím prvkům a procesům tepelného zpracování.
316 je ekonomičtější pro aplikace upřednostňující odolnost proti korozi a tvarovatelnost.
Je magnetický z nerezové oceli 17-4PH?
Ano, 17-4PH vykazuje magnetické vlastnosti díky své martenzitické struktuře, zatímco 316 nerezová ocel je v žíhaném stavu obecně nemagnetická.
