1. مقدمه
انتخاب حق درجه فولاد ضد زنگ مستقیماً بر عملکرد محصول تأثیر می گذارد, طول عمر, و مقرون به صرفه بودن.
در این مقاله, ما یک عمق ارائه می دهیم, مقایسه معتبر بین 316 (یک آلیاژ آستنیتی برای مقاومت در برابر خوردگی آن جایزه گرفت) و 17-4ph. (یک مارتنسیتی, بارش - آلیاژ با هدایت به دلیل قدرت زیاد خود جشن گرفته شد).
از طریق تجزیه و تحلیل سیستماتیک شیمی, خواص مکانیکی, رفتار خوردگی, عملیات حرارتی, و برنامه های صنعت, مهندسان در مورد زمان مشخص کردن هر درجه برای نتایج بهینه ، شفافیت کسب می کنند.
2. ترکیب شیمیایی
| عنصر | 316 فولاد ضد زنگ (Wt ٪) | 17فولاد ضد زنگ 4ph (Wt ٪) | عملکرد اولیه |
|---|---|---|---|
| Cr | 16.0 –18.0 | 15.0 –17.5 | برای مقاومت در برابر خوردگی عمومی و درجه حرارت بالا ، یک فیلم منفعل محافظ Cr₂o₃ را تشکیل می دهد |
| در | 10.0 –14.0 | 3.0 –5.0 | آستنیت را تثبیت می کند (سختی, شکل پذیری); در 17-4ph به سختی مارتنزیت توسط آستنیت حفظ شده اید |
| مو | 2.0 -3.0 | - | مقاومت در برابر خوردگی گودال و شکاف را در محیط های غنی از کلرید تقویت می کند |
مس |
- | 3.0 –5.0 | در طول پیری به عنوان ذرات منسجم ε - cu رسوب می شود, ارائه قدرت بالا در 17-4ph |
| NB + روکش | - | 0.15 –0.45 | کربنیتریدهای ریز را تشکیل می دهد که مرزهای دانه را پین کرده و ساختار مارتنزیتی را تثبیت می کند |
| منگنز | ≤2.0 | ≤1.0 | به عنوان یک اکسید کننده در هنگام ذوب عمل می کند و تا حدی جایگزین NI برای تثبیت آستنیت می شود |
| و | ≤1.0 | ≤1.0 | مقاومت اکسیداسیون را در هنگام قرار گرفتن در معرض دمای بالا بهبود می بخشد |
| سی | .0.08 | 0.07 | در 316 شبکه های کاربید را برای جلوگیری از حساسیت محدود می کند; در 17-4PH تعادل مارتنزیت در مقابل. سختی |
| اس | .0.03 | .0.03 | از طریق اجزاء سولفید قابلیت ماشین سازی را افزایش می دهد, با حداقل تأثیر بر خوردگی |
3. خواص مکانیکی
رفتار مکانیکی فولادهای ضد زنگ عمیقاً تحت تأثیر ریزساختار و سابقه عملیات حرارتی آنها قرار دارد.
316 فولاد ضد زنگ, کاملاً آستنیتی بودن, انعطاف پذیری عالی و قدرت متوسط را نشان می دهد,
در حالی که 17-4PH, به عنوان یک فولاد ضد زنگ مارتنزیتی که بارش باریده شده است, قدرت و سختی استثنایی پس از پیری درمان فراهم می کند.
جدول زیر خصوصیات مکانیکی کلیدی را در شرایط مشترک مقایسه می کند.
جدول مقایسه ای: خصوصیات مکانیکی 316 در مقابل. 17-4فولادهای ضد زنگ PH
| اموال | 316 فولاد ضد زنگ (آنیل شده) | 17-4فولاد ضد زنگ (H900) | 17-4فولاد ضد زنگ (H1150) |
|---|---|---|---|
| استحکام کششی (MPa) | 515-620 | ≥ 1310 | 930 پوند |
| قدرت تسلیم (0.2%, MPa) | 205–290 | ≥ 1170 | 725 پوند |
| ازدیاد طول (%) | ≥ 40 | 10-12 پوند | 16-20 پوند |
| سختی (HRB/HRC) | HRB 80-95 (≈ HB 150-200) | HRC 40-44 | HRC 28-32 |
| چقرمگی ضربه (جی, RT) | > 160 جی | 20-30 j | 50-60 j |
| قدرت خستگی (MPa) | 240 پوند (برای چرخه 10 درجه, r = 0.1) | 620 پوند (H900, 10⁷ چرخه, r = 0.1) | 450 پوند |
| مدول الاستیسیته (GPa) | 193 | 200 | 200 |
4. مقاومت در برابر خوردگی
در محیط های خورنده, انتخاب مواد به چگونگی مقاومت در برابر حمله یکنواخت وابسته است, گودال موضعی, استرس - ترک خوردگی, و اکسیداسیون دما بالا.
ژنرال (یکسان) خوردگی
- 316 فولاد ضد زنگ
مهندسان نرخ خوردگی را در زیر گزارش می دهند 0.1 MM/سال در راه حل های کلرید خنثی (3.5 % naCl در 25 درجه سانتی گراد).
ترکیب آن از 16-18 % CR و 2-3 % MO یک فیلم منفعل سرسخت/MOO₃ را حفظ می کند که هم اسیدها و هم قلیایی ها را دفع می کند. - 17فولاد ضد زنگ 4ph
با 15-17.5 % cr اما بدون ماه, 17‑ 4ph تقریباً در 0.2 MM/سال در همان شرایط.
اگرچه افزودنیهای مس و NB آن کمی مقاومت عمومی را تقویت می کند, این نمی تواند با عملکرد یکنواخت 316 مطابقت داشته باشد.
سوراخ کردن & خوردگی شکاف
- SS316 به یک تعداد معادل مقاومت مقاومت (چوب) در مورد 24 (گرفتن = cr + 3.3 مو + 16 ن), که دمای بحرانی آن را بالا می برد (CPT) تقریباً 23 درجه سانتی گراد در آب نمکی هوادهی.
- 17-4ph. کمبود ماه, بنابراین پیش از آن نزدیک می شود 14, رها کردن CPT به حدود -2 درجه سانتیگراد. در نتیجه, 17‑4PH در محیط های کلرید نسبتاً خفیف از حمله موضعی رنج می برد.
استرس - ترک خوردگی (SCC)
- 316 فولاد ضد زنگ
مقاومت SCC را تا حفظ می کند 60 درجه سانتی گراد در رسانه های کلرید تحت استرس کششی. ساختار کاملاً آستنیتی آن و فیلم منفعل فیلم منفعل شروع و انتشار و انتشار. - 17فولاد ضد زنگ 4ph
در سن بالا ، حساسیت SCC متوسط را نشان می دهد 482 درجه سانتی گراد (شرایط H900 - H1025).
پیری مرزهای دانه را در آغوش می گیرد, بنابراین طراحان باید فشارهای کششی را کاهش دهند یا نمرات دوبلکس را برای قرار گرفتن در معرض کلرید دما بالا مشخص کنند.
اکسیداسیون دما بالا & مقیاس بندی
- 316 یک مقیاس کرومیا مداوم را تشکیل می دهد که همچنان چسبیده است 800 درجه سانتی گراد در جو اکسید کننده.
محتوای MO آن نرخ رشد مقیاس را کند می کند, ساختن 316 ایده آل برای اجزای دودکش و اجزای کوره. - 17-4ph. همچنین Cr₂o₃ را در دمای بالا توسعه می دهد, اما لکه بینی مقیاس در بالا قابل توجه است 600 درجه سانتی گراد.
طراحان باید روکش ها را اعمال کنند یا آلیاژهای متناوب را انتخاب کنند وقتی مقاومت اکسیداسیون بالاتر از این آستانه بسیار مهم است.
5. عملیات حرارتی & کارایی
رفتار عملیات حرارتی و ویژگی های پردازش فولادهای ضد زنگ SS316 و 17-4PH به دلیل کلاسهای متالورژیک اساسی آنها تفاوت چشمگیری دارد:
316 است فولاد ضد زنگ آستنیتی, در حالی که 17-4PH یک است آلیاژ مارتنزیتی با بارش بارش.
این تفاوت ها بر نحوه سخت شدن هر ماده تأثیر می گذارد, تشکیل شده است, جوش داده شده, و ماشینکاری شده.
316 فولاد ضد زنگ
316 به دلیل ساختار کاملاً آستنیتی ، نمی توان با عملیات حرارتی سخت شد. قدرت آن به طور عمده توسط کار سرد, که سختی و استحکام کششی را با هزینه انعطاف پذیری افزایش می دهد.
معمولاً در دمای 1010-1120 درجه سانتیگراد آنیل شده است, به دنبال خنک کننده سریع برای حفظ مقاومت در برابر خوردگی.
جوشکاری 316 نسبتاً آسان است, نیاز به حداقل درمان پس از جوشکاری مگر اینکه در محیط های بحرانی استفاده شود.
17-4فولاد ضد زنگ
17-4PH, از سوی دیگر, می توان از طریق آن به طور قابل توجهی سخت شد عملیات حرارتی بارش, که شامل می شود راه حل درمان در دمای 1020-1050 درجه سانتیگراد و پس از آن پیری در دمای مختلف (H900 - H1150).
شرایط عملیات حرارتی خصوصیات نهایی آن را تعیین می کند - H900 حداکثر استحکام دارد, در حالی که H1150 مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی بهتر را فراهم می کند.
آن را ارائه می دهد ماشینکاری عالی در شرایط محلول آنیل, و گرچه قابل جوش است, پیری پس از جوشکاری برای بازگرداندن خصوصیات مکانیکی ضروری است.
جدول مقایسه ای: عملیات حرارتی & کارایی
| اموال | 316 فولاد ضد زنگ | 17-4فولاد ضد زنگ |
|---|---|---|
| نوع عملیات حرارتی | آنیل کردن (غیر سخت کننده) | درمان راه حل + پیری بارش |
| مکانیزم سخت سازی | فقط سرما کار می کند | سخت شدن (H900 - H1150) |
| دمای آنیل معمولی. | 1010-1120 درجه سانتیگراد | 1020-1050 درجه سانتیگراد (درمان راه حل) |
| دما پیری | N/A | 480 درجه سانتیگراد (H900) تا 620 درجه سانتیگراد (H1150) |
| عملیات حرارتی پس از جوش | معمولاً لازم نیست | برای بازگرداندن قدرت و سختی لازم است |
| ماشین کاری (حالت راه حل) | متوسط | خوب |
| قابلیت جوشکاری | عالی با فلزات پرکننده آستنیتی استاندارد | خوب, اما نیاز به پیری پس از جوشکاری دارد |
| شکل پذیری | عالی (نقاشی عمیق, خم شدن) | منصفانه تا متوسط (انعطاف پذیری محدود در هنگام پیر شدن) |
6. برنامه های کاربردی & موارد استفاده صنعت
316 فولاد ضد زنگ - برنامه های اصلی
- دریایی صنعت: ایده آل برای اجزای در معرض آب دریا مانند پمپ ها, دریچه ها, اتصال دهنده ها, و سخت افزار دریایی به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی کلرید.
- پردازش شیمیایی: معمولاً در تجهیزات دست زدن به اسید استفاده می شود, تانک ها, لوله کشی, و مبدل های حرارتی که مقاومت در برابر خوردگی بسیار مهم است.
- غذا & صنعت نوشیدنی: برای تجهیزات پردازش بهداشتی مانند نوار نقاله ترجیح داده می شود, مخازن مخلوط کردن, و لوله کشی که نیاز به بهداشتی دارد, سطوح آسان برای تمیز کردن.
- دارویی & زمینه های پزشکی: در ابزارهای جراحی اعمال می شود, اجزای قابل برگشت, و وسایل پزشکی غیر کاشت به دلیل سازگاری و مقاومت در برابر خوردگی.
- معماری & ساخت و ساز: مورد استفاده در نمای ساختمان, نرده ها, و وسایل موجود در محیط های ساحلی یا شهری که نیاز به دوام زیبایی و مقاومت در برابر خوردگی دارند.
17-4pH استیل ضد زنگ - برنامه های اصلی
- هوافضا & هوانوردی: به طور گسترده در اجزای ساختاری استفاده می شود, اتصال دهنده ها, قطعات ارابه فرود, و اجزای موتور توربین به دلیل نسبت قدرت به وزن بالا.
- روغن & صنعت گاز: مناسب برای ابزارهای پایین سوراخ, شفت ها, و دریچه های فشار قوی که نیاز به مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی متوسط دارند.
- ابتای صنعتی: در قالب ها اعمال می شود, می میرد, و قطعات مکانیکی دقیق که در آن سختی است, مقاومت در برابر سایش, و ثبات بعدی ضروری است.
- بخش انرژی: در سیستم های انرژی هسته ای و توربین های بادی برای اجزای در معرض استرس استفاده می شود, گرما, و محیط های خورنده متوسط.
7. نمرات معادل
درک نمرات معادل از 316 در مقابل. 17-4PH فولادهای ضد زنگ برای انتخاب مواد مناسب در استانداردهای مختلف بین المللی بسیار مهم است, تضمین سازگاری جهانی و انعطاف پذیری منابع.
| استاندارد | 316 معادل فولاد ضد زنگ | 17-4معادل فولاد ضدزنگ pH |
|---|---|---|
| شماره UNS | S31600 | S17400 |
| ASTM | A240 (صفحه/ورق), A276 (نوار), A312 (لوله) | A564 (نیمه تمام), A693 (میله ها), A705 (لوله جوش داده شده) |
| در (اروپا) | 1.4401 (x5crnimo17-12-2) | 1.4542 (x5crnicunb16-4) |
| او (ژاپن) | SUS316 | SUS630 |
| گیگابایت (چین) | 0cr17ni12mo2 | 06Cr17Ni4Cu4Nb |
| از (آلمان) | x5crnimo17-12-2 | x5nicunb16-4 |
8. مقایسه جامع از 316 در مقابل. 17-4فولادهای ضد زنگ PH
| جنبه | 316 فولاد ضد زنگ | 17-4فولاد ضد زنگ |
|---|---|---|
| ریزساختار | آستنیتی (FCC) | مارتنزیتی + بارش سخت شد |
| استحکام کششی | 485-620 MPa (آنیل شده) | 930–1300 MPa (سالخورده) |
| سختی | حداکثر 95 پوند | تا 44 HRC |
| مقاومت در برابر خوردگی | عالی, مخصوصاً در کلریدها | متوسط, در برابر گودال مقاومت کمتری دارد |
| شکل پذیری | بالا (>40% کشیدگی) | متوسط (8-15% کشیدگی) |
| عملیات حرارتی | فقط آنیونینگ | درمان راه حل + پیری |
| قابلیت جوشکاری | عالی | نیاز به عملیات حرارتی پس از جوشکاری دارد |
| برنامه های کاربردی معمولی | دریایی, شیمیایی, پزشکی, فرآوری مواد غذایی | هوافضا, روغن & گاز, ابزار سازی |
| هزینه | متوسط | بالاتر |
9. نتیجه گیری
در نتیجه, 316 فولاد ضد زنگ می درخشد که مقاومت در برابر خوردگی, شکل پذیری, و راندمان هزینه بیشتر.
از سوی دیگر, 17فولاد ضد زنگ 4ph در قدرت بسیار مهم است, خستگی - برنامه های حساس در جایی که طراحان می توانند نیازهای گرمای بیشتری را برای درمان و نیازهای ساختگی خود مدیریت کنند.
با وزن گیری پرخاشگری محیط زیست, بارهای مکانیکی, و محدودیت های تولید,
مهندسان با اطمینان می توانند درجه بهینه را انتخاب کنند - از این طریق اطمینان از قابلیت اطمینان جزء, عملکرد, و ارزش چرخه عمر.
این در صورت نیاز به کیفیت بالا ، انتخاب مناسبی برای نیازهای تولیدی شما است فولاد ضد زنگ بازیگران.
سوالات متداول:
تفاوت های اصلی بین چیست 316 در مقابل. 17-4فولادهای ضد زنگ PH?
316 یک فولاد ضد زنگ آستنیتی است که به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی و انعطاف پذیری زیاد شناخته شده است,
در حالی که 17-4PH یک فولاد ضد زنگ در معرض بارش مارتنزیتی است که استحکام و سختی برتر اما مقاومت در برابر خوردگی متوسط را ارائه می دهد.
ریزساختارهای آنها, خواص مکانیکی, و نیازهای عملیات حرارتی تفاوت قابل توجهی دارد.
کدام فولاد ضد زنگ مقاومت در برابر خوردگی بهتری دارد?
316 فولاد ضد زنگ در مقاومت در برابر خوردگی از 17-4PH بهتر است, مخصوصاً در کلرید, دریایی, و محیط های شیمیایی, عمدتا به دلیل محتوای مولیبدن.
17-4pH دارای مقاومت در برابر خوردگی متوسط است و ممکن است در محیط های تهاجمی به پوشش های محافظ نیاز داشته باشد.
می توانید فولاد ضد زنگ 17-4PH را جایگزین کنید 316 در همه برنامه ها?
خیر. در حالی که 17-4PH قدرت و سختی بالاتری را فراهم می کند, این با مقاومت در برابر خوردگی و انعطاف پذیری مطابقت ندارد 316.
مناسب تر برای برنامه هایی است که نیاز به مقاومت مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی متوسط دارند, مانند هوافضا یا روغن & اجزای گاز, به جای استفاده دریایی یا فرآیند غذایی.
کدام استیل ضد زنگ برای ماشین راحت تر است?
17-4pH به دلیل کمترین سختی در آن مرحله ، دستگاه بعد از درمان محلول آسان تر است. 316 تمایل به کار سریع در هنگام ماشینکاری دارد, برش کارآمدتر آن را چالش برانگیز تر می کند.
هزینه های آن چگونه است 316 در مقابل. 17-4pH مقایسه?
به طور کلی, 17-4فولاد ضد زنگ به دلیل عناصر پیچیده آلیاژ و فرآیندهای عملیات حرارتی هزینه بیشتری دارد.
316 برای برنامه های اولویت بندی مقاومت در برابر خوردگی و شکل پذیری اقتصادی تر است.
مغناطیسی از جنس استنلس استیل 17-4ph است?
بله, 17-4pH به دلیل ساختار مارتنزیتی خود خصوصیات مغناطیسی را نشان می دهد, در حالی که 316 فولاد ضد زنگ به طور کلی در شرایط آنیل غیر مغناطیسی است.
