1. Introduction
Choisir le droit grade en acier inoxydable influence directement les performances du produit, longévité, et la rentabilité.
Dans cet article, Nous présentons un en profondeur, comparaison faisant autorité entre 316 (un alliage austénitique prisé pour sa résistance à la corrosion) et 17--4ph (une martensitique, Alliage détente des précipitations célébrée pour sa haute résistance).
Grâce à une analyse systématique de la chimie, propriétés mécaniques, comportement de corrosion, traitement thermique, et les applications de l'industrie, Les ingénieurs prendront plus de clarté sur le moment de spécifier chaque grade pour des résultats optimaux.
2. Composition chimique
| Élément | 316 Acier inoxydable (Wt. %) | 17‑4ph en acier inoxydable (Wt. %) | Fonction principale |
|---|---|---|---|
| Cr | 16.0 –18.0 | 15.0 –17.5 | Forme un film passif protecteur pour résister à la corrosion générale et à haute température |
| Dans | 10.0 –14.0 | 3.0 –5.0 | Stabilise l'austénite (dureté, ductilité); en 17-4ph sida martensite ténacité par austénite conservé |
| Mo | 2.0 –3.0 | - | Améliore la résistance aux piqûres et à la corrosion des crevasses dans les environnements riches en chlorure |
Cu |
- | 3.0 –5.0 | Précipite pendant le vieillissement en tant que particules cohérentes ε-CU, offrant une forte résistance en 17-4ph |
| NB + Parement | - | 0.15 –0,45 | Forme des carbonitrides fins qui épinglent les limites des grains et stabilisent la structure martensitique |
| Mn | ≤2.0 | ≤1,0 | Agit comme un désoxydant lors de la fusion et des substituts partiellement à Ni pour stabiliser l'austénite |
| Et | ≤1,0 | ≤1,0 | Améliore la résistance à l'oxydation lors d'une exposition à haute température |
| C | ≤0,08 | ≤0,07 | Dans 316 limite les réseaux en carbure pour éviter la sensibilisation; en 17-4ph équilibre la dureté martensite vs. dureté |
| S | ≤0,03 | ≤0,03 | Améliore la machinabilité via des inclusions de sulfure, Avec un impact minimal sur la corrosion |
3. Propriétés mécaniques
Le comportement mécanique des aciers inoxydables est profondément influencé par leurs antécédents de microstructure et de traitement thermique.
316 acier inoxydable, Être entièrement austénitique, présente une excellente ductilité et une résistance modérée,
alors que 17-4PH, En tant qu'acier inoxydable martensitique durci des précipitations, Fournit une force et une dureté exceptionnelles après un traitement vieillissant.
Le tableau suivant compare les principales propriétés mécaniques dans des conditions communes.
Table comparative: Propriétés mécaniques de 316 contre. 17-4Phares inoxydables pH
| Propriété | 316 Acier inoxydable (Recuit) | 17-4PH en acier inoxydable (H900) | 17-4PH en acier inoxydable (H1150) |
|---|---|---|---|
| Résistance à la traction (MPa) | 515–620 | ≥ 1310 | ~ 930 |
| Limite d'élasticité (0.2%, MPa) | 205–290 | ≥ 1170 | ~ 725 |
| Élongation (%) | ≥ 40 | ~ 10–12 | ~ 16–20 |
| Dureté (HRB / HRC) | HRB 80–95 (≈ HB 150–200) | HRC 40–44 | HRC 28–32 |
| Résistance aux chocs (J., @Rt) | > 160 J. | ~ 20–30 J | ~ 50–60 J |
| Résistance à la fatigue (MPa) | ~ 240 (pour 10⁷ cycles, R = 0,1) | ~ 620 (H900, 10⁷ Cycles, R = 0,1) | ~ 450 |
| Module d'élasticité (GPa) | 193 | 200 | 200 |
4. Résistance à la corrosion
Dans des environnements corrosifs, La sélection des matériaux dépend de la façon dont les alliages résistent à une attaque uniforme, piqûres localisées, Craquage de corrosion de contrainte, et oxydation à haute température.
Général (Uniforme) Corrosion
- 316 Acier inoxydable
Les ingénieurs signalent les taux de corrosion ci-dessous 0.1 mm / an Dans les solutions de chlorure neutre (3.5 % Nacl à 25 °C).
Sa combinaison de 16 à 18 % CR et 2–3 % MO soutient un film passif Tenace Cr₂o₃ / Moo₃ qui repousse les acides et les alcalis. - 17‑4ph en acier inoxydable
Avec 15–17,5 % Cr mais pas de mo, 17‑4ph corrode à peu près 0.2 mm / an Dans les mêmes conditions.
Bien que ses ajouts Cu et NB renforcent légèrement la résistance générale, Il ne peut pas correspondre aux performances d'attaque en uniforme de 316.
Piqûres & Corrosion caverneuse
- SS316 réalise un Nombre équivalent de résistance aux piqûres (Bois) d'environ 24 (Prendre = cr + 3.3 Mo + 16 N), qui élève sa température de piqûre critique (Cpt) à peu près 23 °C dans l'eau salée aérée.
- 17--4ph manque de mo, Alors son pré tombe près 14, laisser tomber CPT à environ –2 ° C. Par conséquent, 17‑4ph subit une attaque localisée dans des environnements de chlorure relativement doux.
Craquage de corrosion de contrainte (CSC)
- 316 Acier inoxydable
Maintient la résistance au SCC jusqu'à 60 °C dans les milieux porteurs du chlorure sous contrainte de traction. Sa structure entièrement austénitique et son film passif enrichis en mo-en-colitionont et la propagation de la fissure du bloc. - 17‑4ph en acier inoxydable
Présente une sensibilité modérée au SCC lorsqu'elle est âgée ci-dessus 482 °C (Conditions H900 - H1025).
Agançais les frontières des grains, Les concepteurs doivent donc atténuer les contraintes de traction ou spécifier des grades duplex pour une exposition au chlorure à haute température.
Oxydation à haute température & Éclatement
- 316 forme une échelle de chrome continue qui reste adhérente à 800 °C dans les atmosphères oxydantes.
Son contenu MO ralentit encore les taux de croissance de l'échelle, fabrication 316 Idéal pour les composants de la combustion et de la fournaise. - 17--4ph se développe également cr₂o₃ à des températures élevées, Mais la spallation à l'échelle devient significative au-dessus 600 °C.
Les concepteurs doivent appliquer des revêtements ou sélectionner des alliages alternatifs lorsque la résistance à l'oxydation au-dessus de ce seuil s'avère critique.
5. Traitement thermique & Maniabilité
Le comportement de traitement thermique et les caractéristiques de traitement des aciers inoxydables SS316 et 17-4ph diffèrent considérablement en raison de leurs classes métallurgiques sous-jacentes:
316 est un acier inoxydable austénitique, tandis que 17-4ph est un alliage martensitique durci des précipitations.
Ces différences influencent la façon dont chaque matériau peut être durci, formé, soudé, et usiné.
316 Acier inoxydable
316 ne peut pas être durci par le traitement thermique en raison de sa structure entièrement austénitique. Sa résistance est améliorée principalement par travail à froid, ce qui améliore la dureté et la résistance à la traction au détriment de la ductilité.
C'est généralement recuit à 1010–1120 ° C, suivi d'un refroidissement rapide pour maintenir une résistance à la corrosion.
Soudage 316 est relativement facile, nécessitant un traitement post-affaire minimal à moins d'être utilisé dans des environnements critiques.
17-4PH en acier inoxydable
17-4PH, d'autre part, peut être considérablement durci à travers Traitement thermique des précipitations, qui implique Traitement de la solution à 1020–1050 ° C suivi de vieillissement à différentes températures (H900 - H1150).
L'état de traitement thermique détermine ses propriétés finales - H900 donne une résistance maximale, tandis que H1150 offre une meilleure résistance à la ténacité et à la corrosion.
Il offre Excellente machinabilité dans l'état recouvert de solution, Et bien que soudable, Le vieillissement après les fesses est essentiel pour restaurer les propriétés mécaniques.
Table comparative: Traitement thermique & Maniabilité
| Propriété | 316 Acier inoxydable | 17-4PH en acier inoxydable |
|---|---|---|
| Type de traitement thermique | Recuit (sans durcissement) | Traitement de la solution + Vieillissement des précipitations |
| Mécanisme de durcissement | Travail au froid uniquement | Durcissement des précipitations (H900 - H1150) |
| Température de recuit typique. | 1010–1120 ° C | 1020–1050 ° C (gâterie à la solution) |
| Températures vieillissantes | N / A | 480 ° C (H900) à 620 ° C (H1150) |
| Traitement thermique après soudage | Habituellement pas requis | Requis pour restaurer la force et la dureté |
| Usinabilité (État de la solution) | Modéré | Bien |
| Soudabilité | Excellent avec des métaux de remplissage austénitique standard | Bien, mais nécessite un vieillissement après les fesses |
| Formabilité | Excellent (emboutissage profond, flexion) | Juste à modéré (Ductilité limitée à l'âge) |
6. Applications & Cas d'utilisation de l'industrie
316 Acier inoxydable - Applications principales
- Marin Industrie: Idéal pour les composants exposés à l'eau de mer tels que les pompes, vannes, attaches, et matériel marin en raison d'une excellente résistance à la corrosion du chlorure.
- Traitement chimique: Couramment utilisé dans l'équipement de manipulation acide, réservoirs, tuyauterie, et les échangeurs de chaleur où la résistance à la corrosion est critique.
- Nourriture & Industrie des boissons: Préféré pour les équipements de traitement sanitaire comme les convoyeurs, réservoirs de mélange, et la tuyauterie qui nécessite une hygiénique, Surfaces faciles à nettoyer.
- Pharmaceutique & Champs médicaux: Appliqué dans des outils chirurgicaux, composants stérilisables, et les dispositifs médicaux non implantaires dus à la biocompatibilité et à la résistance à la corrosion.
- Architecture & Construction: Utilisé dans les façades de bâtiments, mains courantes, et les luminaires dans les environnements côtiers ou urbains nécessitant une durabilité esthétique et une résistance à la corrosion.
17-4PH en acier inoxydable - Applications principales
- Aérospatial & Aviation: Largement utilisé dans les composants structurels, attaches, pièces de train d'atterrissage, et composants du moteur de turbine en raison de son rapport résistance / poids élevé.
- Huile & Industrie du gaz: Convient pour les outils de trou descendants, arbres, et des vannes à haute pression qui exigent la résistance et la résistance à la corrosion modérée.
- Outils industriels: Appliqué dans les moules, meurt, et pièces mécaniques de précision où la dureté, résistance à l'usure, et la stabilité dimensionnelle sont essentielles.
- Secteur de l'énergie: Utilisé dans les systèmes d'énergie nucléaire et les éoliennes pour les composants exposés au stress, chaleur, et des environnements corrosifs modérés.
7. Notes équivalentes
Comprendre des notes équivalentes de 316 contre. 17-4PH Les aciers inoxydables sont cruciaux pour sélectionner des matériaux appropriés entre différentes normes internationales, Assurer la compatibilité globale et l'approvisionnement de la flexibilité.
| Standard | 316 Équivalent en acier inoxydable | 17-4PH équivalent en acier inoxydable |
|---|---|---|
| Numéro UNS | S31600 | S17400 |
| ASTM | A240 (assiette / drap), A276 (bar), A312 (tuyau) | A564 (semi-fini), A693 (barres), A705 (tube soudé) |
| DANS (Europe) | 1.4401 (X5crnimo17-12-2) | 1.4542 (X5crnicunb16-4) |
| IL (Japon) | SUS316 | SUS630 |
| FR (Chine) | 0CR17NI12MO2 | 06Cr17Ni4Cu4Nb |
| DEPUIS (Allemagne) | X5crnimo17-12-2 | X5niCunb16-4 |
8. Comparaison complète de 316 contre. 17-4Phares inoxydables pH
| Aspect | 316 Acier inoxydable | 17-4PH en acier inoxydable |
|---|---|---|
| Microstructure | Austénitique (FCC) | Martensitique + Les précipitations durcies |
| Résistance à la traction | 485–620 MPA (recuit) | 930–1300 MPA (âgé) |
| Dureté | Jusqu'à ~ 95 hrb | Jusqu'à 44 CRH |
| Résistance à la corrosion | Excellent, Surtout dans les chlorures | Modéré, Moins résistant aux piqûres |
| Ductilité | Haut (>40% élongation) | Modéré (8-15% élongation) |
| Traitement thermique | Recuit uniquement | Traitement de la solution + Vieillissement |
| Soudabilité | Excellent | Nécessite un traitement thermique après le soudage |
| Applications typiques | Marin, chimique, médical, transformation des aliments | Aérospatial, huile & gaz, outillage |
| Coût | Modéré | Plus haut |
9. Conclusion
En conclusion, 316 acier inoxydable brille où la résistance à la corrosion, formabilité, Et la rentabilité est la plus importante.
D'autre part, 17‑4ph en acier inoxydable excelle dans la force critique, Applications sensibles à la fatigue où les concepteurs peuvent gérer ses besoins de traitement thermique et de fabrication plus exigeants.
En pesant l'agressivité environnementale, charges mécaniques, et les contraintes de fabrication,
Les ingénieurs peuvent sélectionner en toute confiance la note optimale - en garantissant la fiabilité des composants, performance, et valeur de cycle de vie.
CE est le choix parfait pour vos besoins de fabrication si vous avez besoin de haute qualité acier inoxydable lacets.
FAQ:
Quelles sont les principales différences entre 316 contre. 17-4Phares inoxydables pH?
316 est un acier inoxydable austénitique connu pour une excellente résistance à la corrosion et une ductilité élevée,
tandis que 17-4ph est un acier inoxydable durcissant les précipitations martensitique offrant une résistance et une dureté supérieures mais une résistance à la corrosion modérée.
Leurs microstructures, propriétés mécaniques, et les exigences de traitement thermique diffèrent considérablement.
Quel acier inoxydable a une meilleure résistance à la corrosion?
316 L'acier inoxydable surpasse 17-4ph en résistance à la corrosion, surtout dans les riches en chlorure, marin, et environnements chimiques, en grande partie en raison de son contenu en molybdène.
17-4Le pH a une résistance à la corrosion modérée et peut nécessiter des revêtements protecteurs dans des environnements agressifs.
Can 17-4ph en acier inoxydable remplacer 316 Dans toutes les applications?
Non. Tandis que 17-4ph offre une résistance et une dureté plus élevées, il ne correspond pas à la résistance à la corrosion et à la ductilité de 316.
Il est mieux adapté aux applications nécessitant une résistance mécanique élevée et une résistance à la corrosion modérée, comme l'aérospatiale ou l'huile & composants à gaz, plutôt que des utilisations marines ou transformatrices alimentaires.
Quel acier inoxydable est plus facile à machine?
17-4Le pH est plus facile à machine après le traitement de la solution en raison de sa dureté inférieure à ce stade. 316 tend à travailler rapidement pendant l'usinage, le rendre plus difficile à couper efficacement.
Comment les coûts de 316 contre. 17-4PH comparer?
En général, 17-4Le pH en acier inoxydable coûte davantage en raison de ses éléments d'alliage complexes et de ses processus de traitement thermique.
316 est plus économique pour les applications hiérarchises la résistance et la formabilité à la corrosion.
Est 17-4ph en acier inoxydable magnétique?
Oui, 17-4Le pH présente des propriétés magnétiques en raison de sa structure martensitique, alors que 316 L'acier inoxydable est généralement non magnétique en état recuit.
