17-4H o ke kaʻina hana i ke kaʻina hana wela

1. Hōʻikeʻike

17‑4PH kila kuhiliʻole kū i ke ʻano he ua-paʻakikī (Ph) ka mea hoʻohuihui e hoʻohui i ka pale ʻana me ka ikaika kiʻekiʻe.

Hana ʻia nā 15–17.5 % Chromium, 3-5 % nickel, 3-5 % liulaala, a me 0.15–0.45 % nihibium, pili ia i ka ʻohana ferritic-martensitic.

NOEHUI, Hoʻohana nā mea hana i nā ʻāpana koi e like me ka aerospace (nā pine pae pae), petrochemimical (ʻO Valve Trim), a me nā mea hana (poʻo a make).

Ma kēiaʻatikala, e komo mākou i loko o ka pōʻaiapuni o ka mālama wela, uhi ana i ka solution annealing, lapaʻau hoʻoponopono, ʻEhā, a me ka microstructural evolution.

2. Kahua Mea & Kumu Metallurgical

17‑ 4PH no ka ferritic-martensitic papa kila kila, ka hoʻohui ʻana i kahi tetragonal i hoʻokumu ʻia i ke kino (Bctkau ma na) martensitic matrix me nā ʻāpana ua maikaʻi no ka ikaika.

Kinohi

Mua	Nā haʻona (wt%)	Hana mua ma Alloy
Cr	15.0–17.5	Hoʻokumu i kahi kiʻiʻoniʻoni passive Cr₂O₃ pale no ka pale ʻana i ka lua a me ka ʻino
I	3.0-5.0	Hoʻopaʻa i ka austenite paʻa, ka hoʻomaikaʻiʻana i ka paʻakikī a me ka moekolohe
Cu	3.0-5.0	Hoʻohuehu e like me ε‑Cu i ka wā ʻelemakule, hoʻonui i ka ikaika hua a hiki i ~ 400MPa
Nb + Ke alo	0.15-0.45	Hoʻomaʻemaʻe i ka nui o ka palaoa a hoʻopaʻa i ke kalapona e like me NbC, ka pale ʻana i ka hana chromium carbide
C	≤ >.07	Hāʻawi i ka paʻakikī martensitic akā mālama haʻahaʻa e pale aku i nā carbide nui loa
Mn	≤1.00	Hana ma ke ʻano he austenite stabilizer a me ka deoxidizer; ʻoi aku ka palena no ka pale ʻana i ka hoʻokumu ʻana
A	≤1.00	Hoʻohana ma ke ʻano he deoxidizer i ka wā hoʻoheheʻe; hiki ke hana i nā silicides brittle
P	≤0.04	Manaʻo maʻamau he haumia; mālama haʻahaʻa e hōʻemi i ka embrittlement
S	≤ «.03	Hiki i ka Sulfur ke ho'omaika'i i ka machinability akā ua kaupalena 'ia no ka pale 'ana i ka pohā wela a me ka ho'emi 'ana i ka pa'akikī
Lia	Kaulike	Basese Matrix Elect, ka hana ʻana i ka iwi kuamoʻo ferritic/martensitic

Nui loa, ka Fe-Cr-Ni-Cu kiʻi kiʻi e hōʻike ana i nā mahana hoʻololi koʻikoʻi.

Ma hope o ka hoʻopili ʻana i ka hopena ma luna 1,020 ° C, ʻO ke kinai wikiwiki e hoʻololi i ka austenite i martensite, me ka hoʻomaka martensitic (Mₛ) kokoke 100 °C a pau (M_f) ma kahi o –50 °C.

NOEHUI, Hāʻawi kēia kinai i kahi matrix martensitic supersaturated e lilo i kumu no ka paʻakikī o ka ua..

3. Nā Kumu Hoʻopaʻa Wela

ʻO ka mālama wela no 17‑ 4PH he ʻelua ʻanuʻu kaʻina:

1. Hoʻoholo hōʻoluʻolu (Kālā A): E hoʻoheheʻe i ke keleawe a me ka niobium i loko o ka austenite a hana i kahi martensite supersaturated ma luna o ke kinai..
2. Hoʻonui nui (ʻEhā): Hoʻokumu i nā haʻalulu ε waiwai keleawe a me nā ʻāpana NbC e ālai i ka neʻe ʻana..

Mai kahi ʻano thermodynamic, ʻO ke keleawe e hōʻike i ka hiki ke hoʻoheheʻe ʻia i ka wela kiʻekiʻe akā e hoʻoheheʻe ʻia ma lalo 550 ° C.

Kinetically, ε‑O 480 ° C, me nā pōʻai ʻelemakule maʻamau e kaulike ana i ka hāʻawi ʻana i ka hāʻule maikaʻi ʻana me ka ulu nui a i ʻole ke kala.

4. Hoʻoholo hōʻoluʻolu (Kālā A) o 17‑ 4PH kila kuhiliʻole

Hoʻoholo hōʻoluʻolu, i kuhikuhi ʻia ʻo Kālā A, he kahua koʻikoʻi i ka hana wela o 17-4PH ke kila kila.

Hoʻomākaukau kēia ʻanuʻu i ka mea no ka ʻelemakule ma hope o ka hana ʻana i kahi matrix martensitic homogenous a supersaturated.

ʻO ka maikaʻi o kēia māhele e hoʻoholo i nā mea mechanical hope loa a me ke kū'ēʻana o ke kila.

Ke kumu o ka hoʻopili ʻana i ka hoʻonā

• E hoʻoheheʻe i nā mea hoʻohuihui e like me Cu, Nb, a me Ni i loko o ka austenitic matrix ma ka wela kiʻekiʻe.
• Homogenize i ka microstructure e hoʻopau i ka hoʻokaʻawale ʻana a me nā koʻikoʻi koena mai ka hana mua ʻana.
• E hoʻoikaika i ka hoʻololi martensitic i ka wā hoʻoluʻu e hana i kahi ikaika, supersaturated martensitic base no ka paʻakikī o ka ua.

Nā ʻāpana hoʻomaʻamaʻa wela maʻamau

Pākaukau	Kaulana Waiwai
Keka ao	1020–1060°C
Manawa Hoolulu	30-60 mau minuke
Keena Kūʻai	ʻO ka hoʻolili ʻana i ka ea a i ʻole ka ʻaila kinai

Nā Mahana Hoʻololi

Hoʻololi Phase	Keka ao (° C)
Ac₁ (Hoʻomaka o ka austenitization)	~670
Ac₃ (Austenitization piha)	~740
Mₛ (Hoʻomaka ka martensite)	80-140
M_f (Hoʻopau i ka martensite)	~32

Ka hopena microstructural

Ma hope o ka hoʻoponopono ʻana a me ke kinai ʻana, ʻo ka microstructure maʻamau:

• Haʻahaʻa-carbon lath martensite (pae mua): Supersaturated me Cu a me Nb
• E ʻimi i ke koena austenite: emi iho 5%, ke kinai lohi loa
• ferrite i kekahi manawa: Hiki ke hana inā wela nui a hoʻoluʻolu ʻole paha

ʻO ka hoʻoponopono hoʻoponopono maikaʻi ʻia e loaʻa ka uku, lath martensite like ole me ka ua chromium carbide, he mea nui ia no ka pale ʻana i ka corrosion a me ka paʻakikī o ka ua.

Nā hopena o ka wela wela ma nā waiwai

• <1020 ° C: ʻO ka hoʻopau ʻole ʻana o nā carbide alloy e alakaʻi i ka austenite ʻole a me ka paʻakikī martensite haʻahaʻa..
• 1040 ° C: ʻO ka paʻakikī a me ka hoʻolālā maikaʻi ma muli o ka hoʻoheheʻe ʻana o ka carbide me ka ulu ʻole o ka palaoa.
• >1060 ° C: ʻO ka hoʻoheheʻe carbide nui loa, hoʻonui i ka austenite paʻa, hana ferrite, a ʻo nā ʻanoʻano coarser e hōʻemi i ka paʻakikī a me ka hana.

Haʻawina ʻIke: Laʻana hoʻonā-mālama ʻia ma 1040 Ua hōʻike ʻo °C i ka paʻakikī kiʻekiʻe loa (~38 HRC) a me ka lokahi maikai loa, e like me ke kālailai metallographic.

5. Hoʻonui nui (ʻEhā) Nā Kūlana o 17‑4PH Kūleʻa kila

Hoʻonui nui, Uaʻikeʻia e like me ʻEhā, ʻo ia ka māhele koʻikoʻi loa i ka hoʻomohala ʻana i nā waiwai mechanical hope o 17‑4 kila kila.

Ma hope o ka hoʻopili ʻana i ka hopena (Kālā A), ʻO nā lāʻau lapaʻau ʻelemakule e hoʻokahe i nā ʻāpana liʻiliʻi - ʻoi aku ka nui o nā ʻāpana keleawe - e keakea i ka neʻe ʻana a hoʻonui nui i ka ikaika a me ka paʻakikī..

Ke kumu o ka Lapaau Kahiko

• I ka hoʻoheheʻe i nā pūhui intermetallic nanoscale (nui ε-Cu) i loko o ka matrix martensitic.
• I ka e hoʻoikaika i ka mea ma o ka hoʻopuehu ʻana, hoʻomaikaʻi i ka hua a me ka ikaika tensile.
• I ka hoʻopilikino i nā ʻano hana ʻino ma ke ʻano o ka mahana a me ka manawa.
• E hoʻopaʻa i ka microstructure a e hōʻemi i ka austenite i hoʻopaʻa ʻia mai ka annealing solution.

Nā Kūlana kahiko

Hoʻonohonoho ʻia nā lāʻau aging e Nā kūlana "H"., me kēlā me kēia e hōʻike ana i kahi pōʻai wela/manawa. ʻO nā kūlana kahiko i hoʻohana pinepine ʻia:

Mechanisms o ka hooikaika ana

• ʻO ka ε-phase waiwai nui ke keleawe puka i ka wā ʻelemakule, maʻamau ~ 2-10 nm ka nui.
• ʻO kēia mau ʻāpana hoʻokaʻawale ʻana i ka pine, kaohi ʻana i ka deformation plastic.
• Hoʻoponopono ʻia ka hoʻokumu ʻana o precipitate e nucleation a me diffusion kinetics, hoʻokēʻai ʻia i nā mahana kiʻekiʻe akā e hopena ana i nā ʻāpana koʻikoʻi.

Nā Kūʻai Kūʻai ma waena o nā Kūlana

ʻO ke koho ʻana i ke kūlana ʻelemakule kūpono e pili ana i ka noi i manaʻo ʻia:

• H900: Ikaika loa; kūpono no ka aerospace kiʻekiʻe a i ʻole nā ​​mea paahana, akā ua hōʻemi i ka paʻakikī haʻihaʻi a me ke kūʻē ʻana o SCC.
• H1025 a i ʻole H1150: Hoʻonui i ka paʻakikī a me ka pale ʻana i ka corrosion; makemake ʻia no nā valve petrochemical, Nā'āpana Mariana, a me nā'ōnaehana hoʻoikaika.
• Kaulua ʻOka (H1150-D): Pili i ka elemakule ma 1150 °C ʻelua, a i ʻole me kahi ʻanuʻu haʻahaʻa haʻahaʻa (E.g., H1150M); hoʻohana ʻia no ka hoʻomaikaʻi hou ʻana i ke kūpaʻa dimensional a me ke kūpaʻa ʻana i ka corrosion.

Nā mea e hoʻopili ai i ka maikaʻi o ka ʻelemakule

• Lapaʻau hoʻonā mua: ʻO ka matrix martensitic uniform e hōʻoia i ka ua.
• ʻO ka helu hoʻoluʻu ma hope o ka hoʻonā: Pili i ka austenite paʻa a me Cu solubility.
• Ka hooponopono lewa: ʻO ke kinoea inert a i ʻole nā ​​kūlana vacuum e hōʻemi i ka oxidation i ka wā ʻelemakule.

Ka makahiki o ka Additive-Manufactured 17-4PH

Ma muli o nā microstructure kūikawā (E.g., paʻa δ-ferrite a i ʻole nā ​​koʻikoʻi koena), Pono paha ʻo AM 17‑4PH i nā pōʻaiapili kahiko a i ʻole homogenization wela nā ʻanuʻu ma mua o ka ʻelemakule maʻamau.

Hōʻike nā haʻawina i kēlā H900 kahiko wale nō ʻaʻole hiki ke hoʻokō i ka paʻakikī piha o ka ua ma nā ʻāpana AM me ka ʻole o ka hoʻoponopono mua ʻana.

6. Hoʻoponopono Hoʻoponopono (Hana Hoʻololi Phase)

I nā makahiki i hala, ua hoʻolauna nā mea noiʻi i kahi preliminary lapaʻau hoʻoponopono, Uaʻikeʻia e like me lāʻau hoʻololi ʻāpana, ma mua o ka hoʻonā maʻamau-anneal a me nā ʻanuʻu kahiko no 17‑4PH kila kila.

Hoʻololi maoli kēia ʻanuʻu hou i ka hoʻomaka martensitic (Mₛ) a hoʻopau (M_f) nā mahana hoʻololi,

ka hana ʻana i kahi matrix martensitic ʻoi aku ka maikaʻi a hoʻonui nui i ka hana mechanical a me ka corrosion-resistance.

Ke kumu a me ka Mechanism.

ʻO ka hoʻoponopono hoʻoponopono e pili ana i ka hoʻopaʻa ʻana i ke kila ma kahi mahana ma lalo pono o kona wahi hoʻololi koʻikoʻi haʻahaʻa (maʻamau 750–820 °C) no ka manawa i kauohaia (1-4 h).

I loko o kēia paʻa, ʻO ka hoʻololi hoʻohuli ʻāpana e hoʻopuka i ka nui o ka austenite i hoʻohuli ʻia.

Ma ka hopena, ʻO ka hoʻopau ʻana i ka "loka" i kahi hui like ʻole o ka martensite a me ka austenite paʻa, me na laula lath e emi ana mai ka awelika o 2 µm a hiki i ka 0.5–1 µm.

Pono Mechanical.

Ke hoʻohana nā ʻenekinia i ka hoʻonā like-anneal (1,040 ° c × 1 huh) a me ka H900 kahiko (482 ° c × 1 huh) mahope iho, nana lakou:

• ʻOi aku ma mua o 2 × ʻoi aku ka paʻakikī o ka hopena, e pii ana mai ~15 J a oi 35 J at -40 ° C.
• Loaʻa ka ikaika e hāʻawi o 50–100 MPa, me ka palena wale (5-10 %) hāʻule i ka paʻakikī.

Hoʻomaka kēia mau hoʻomaikaʻi mai ka ʻoi aku ka maikaʻi, ʻO ka ʻupena martensitic i hoʻopaʻa ʻia e hoʻopololei ana i ka hoʻomaka ʻana o ka pohā a hoʻolaha like i ka deformation.

Hoʻomaikaʻi ʻana i ka Corrosion-Resistance.

He euart ʻo ia i kona wā ʻōpiopio., 17‑4PH nā laʻana i loaʻa i ka ʻelemakule pololei a i ʻole ka hoʻoponopono ʻana + ʻEhā, a laila hoʻokomo ʻia i loko o ka wai kai hana.

Ua hōʻike ʻia nā hoʻokolohua electrochemical-e like me nā pihi polarization a me ka spectroscopy impedance.:

• A 0.2 ʻoi aku ka maikaʻi o ka corrosion (E_corr) ma mua o nā hoa kahiko,
• A 30 % haʻahaʻa haʻahaʻa makahiki, a
• ʻO ka hoʻololi ʻana i ka hiki ke lua (E_lua) Ma +0.15 V, e hōʻike ana i ka ʻoi aku ka ikaika o ka pitting-kū'ē.

Ua hoʻohālikelike ʻia kēia ʻano hana i ka hoʻopau ʻana i nā ʻāpana chromium-depleted ma nā palena palaoa..

Ma nā laʻana i hoʻoponopono ʻia, Hoʻomau like ʻia ka chromium, ka hooikaika ana i ke ki'i pasive e ku e i ka chloride attack.

Hoʻonui i ka manawa a me ka mahana.

Ua noiʻi pū nā mea noiʻi pehea e pili ai nā ʻāpana hoʻololi like ʻole i ka microstructure:

• Paʻa lōʻihi (a i 4 huh) hoʻomaʻemaʻe hou i nā lath martensitic akā he pāpū i ka paʻakikī ma waho 3 huh.
• ʻOi aku ka kiʻekiʻe o ka hoʻoponopono wela (a i 820 ° C) hoʻonui i ka ikaika tensile hope loa e 5-8 % akā e ho'ēmi i ka elongation e 2-4 %.
• ʻO ka ʻelemakule ma hope o ka hoʻoponopono ʻana i nā wela kiʻekiʻe (E.g., H1025, 525 ° C) hoʻopalupalu i ka matrix a hoʻihoʻi i ka ductility me ka ʻole o ka hoʻokau ʻana i ka pale ʻana i ka corrosion.

7. Microstructural Evolution

I ka wā ʻelemakule, hoʻololi nui ka microstructure:

• ε-Cu Kohu: Pōpoʻo, 5–20 nm ke anawaena; hoʻonui lākou i ka ikaika hua a hiki i 400 Mpa.
• NI ₃ka a me CR₇c₃ Carbides: Kūlana ʻia ma nā palena ʻai, hoʻopaʻa kēia mau ʻāpana i ka microstructure a pale i ka coarsening.
• Austenite hou: Hoʻoikaika ka hoʻoponopono hoʻoponopono i ka ~5 % paʻa austenite, ka mea e hoʻomaikaʻi ai i ka paakiki haʻihaʻi e 15 %.

Hoʻopaʻa ʻia nā kānana TEM i ka hoʻopuehu like ʻana o ε‑Cu ma H900, ʻoiai ʻo H1150 nā laʻana e hōʻike ana i ka hoʻokala ʻana ʻāpana, e kulike ana me ko lakou mau waiwai paakiki haahaa.

8. Nā Pīkuhi Propertinies & ʻO ka hana o 17-4PH Kūleʻa kila

ʻO ka hana mechanical o 17-4PH stainless steel kekahi o kāna mau hiʻohiʻona koʻikoʻi.

ʻO kāna hui kūikawā o ka ikaika kiʻekiʻe, maikaʻi maikaʻi, a me ka ʻoluʻolu o ka corrosion kūpaʻa—i loaʻa ma o ka mālama ʻana i ka wela,

lilo ia i mea makemake i nā ʻāpana koi e like me ka aerospace, petrochemimical, a me ka mana nukelea.

Ka ikaika a me ka paakiki ma na ano kahiko

ʻO ka ikaika mechanical o 17-4PH ʻano like ʻole ma muli o ke kūlana ʻelemakule, i kapa ʻia ʻo H900, H1025, Hu1075, a me H1150.

E pili ana kēia i ka wela kahiko i nā degere Fahrenheit a pili i ke ʻano, nui, a me ka hāʻawi ʻana i nā eha hoʻoikaika—ʻoi aku ka nui o nā ʻāpana ε-Cu.

Haʻi ʻoʻoleʻa a me ka Ductility

ʻO ka paʻakikī haʻihaʻi he metric koʻikoʻi no nā mea hana i hōʻike ʻia i nā ukana ikaika a i ʻole ka hopena. 17-4Hōʻike ka PH i nā pae paʻakikī ma muli o ke kūlana ʻelemakule.

• H900: ~60–70 MPa√m
• H1150: ~90–110 MPa√m

ʻO ka paleʻana o ka momona

I nā noi hoʻouka cyclic e like me nā hale mokulele a i ʻole nā ​​ʻāpana turbine, he mea nui ka pale ʻana i ka luhi. 17-4Hōʻike ka PH i ka hana luhi luhi ma muli o:

• ʻO ka ikaika kiʻekiʻe e hōʻemi ana i ka deformation plastic.
• ʻO ke ʻano hoʻoheheʻe maikaʻi e kūʻē i ka hoʻomaka ʻana.
• ʻO Martensitic matrix e hāʻawi i kahi kumu paʻa.

Ka palena momona (H900):
~ 500 MPa i ka hoʻoluhi ʻana i ka luhi (kaiapuni ea)

ʻO ke ʻano kolo a me ke koʻikoʻi

ʻOiai ʻaʻole maʻamau i hoʻohana ʻia no ka pale ʻana i ka wela wela, 17-4Hiki i ka PH ke pale i ka hoʻolaha ʻana a hiki i ka 315 ° C (600 ° F).

Ma waho o kēia, hoʻomaka ka ikaika e hoʻohaʻahaʻa ma muli o ka coarsening of precipitates a me ka ʻelemakule.

• Ka ikaika kolo: haahaa ma < 315 ° C
• Stress rupture ola: paʻakikī i ka lāʻau kahiko a me ka mahana hana

ʻAʻahu a me ka paʻakikī o ka ʻili

17-4Hōʻike ka PH i ke kūpaʻa ʻaʻahu maikaʻi i ke kūlana H900 ma muli o ka paʻakikī kiʻekiʻe a me ka microstructure paʻa.

I nā noi e pili ana i ka ʻaʻahu ʻili a i ʻole ka hoʻopā ʻana (E.g., Nā noho kūʻai Valve, Nā papahele), Hiki ke hoʻohana ʻia nā lāʻau lapaʻau hoʻopaʻakikī ʻē aʻe e like me ka nitriding a i ʻole PVD coatings.

9. Ke kū'ē neiʻo Corrosionion & Nā noʻonoʻo noʻonoʻo

Ma hope o ka mālama wela, mau ʻāpana ʻakika passivation (E.g., 20 % Holak₄ + CrO₃) e hana i ka papapaʻa Cr₂O₃. NOEHUI:

• Ke kū'ē kū'ē: Hōʻalo nā laʻana H1150 i ka lua i loko 0.5 M NaCl a hiki i 25 ° C; H900 kū'ē a hiki i 0.4 M.
• ʻO SCC hiki ke loaʻa: Hoʻokō nā kūlana ʻelua i nā kūlana NACE TM0177 no ka lawelawe ʻawaʻawa ke hoʻololi pololei ʻia.

Eia hou, a hope ultrasonic hoʻomaʻemaʻe pōʻaiapuni hoemi ili inclusions e 90 %, e hoʻonui hou i ka lōʻihi lōʻihi i loko o ka media hoʻopaʻapaʻa.

10. Noi Hana Hana o 17‑4PH Kuleana kila

Na'Āpana Nossopace

• ʻO nā mea hoʻokele pae
• Nā mea paʻa a me nā mea hoʻopili
• ʻO nā pale ʻenekini a me nā kumu
• Nā mea hana hana

Hoʻohana Petrochemical a me Offshore

• Pum shafts
• ʻO nā ʻōpuʻu a me nā noho
• ʻO nā moku kaomi a me nā flanges
• ʻO nā hui a me nā puʻupuʻu

Mana pā'āʻu

• ʻO nā lau turbine a me nā disks
• ʻO nā ʻōnaehana koʻokoʻo hoʻomalu
• Nā mea paʻa a me nā hale kākoʻo

Na Lapaau Lapaau a me Niho

• Nā mea kani
• Nā mea hana orthopedic
• ʻO nā implants niho a me nā lima lima

Mea Hana Meaʻai a me nā Lako Kemika

• Nā ʻāpana conveyor
• Nā mea hana wela
• ʻO nā poʻi ikaika kiʻekiʻe a make
• ʻO nā bearings pale pale holoi

Mea hoʻohuiʻaha (AmU) a me ka Pai 3D

• ʻO nā pale aerospace paʻakikī
• Nā mea hoʻokomo i nā mea hana maʻamau
• ʻO nā mea hoʻoheheʻe conformal

11. Hopena

ʻO ka 17‑4PH lapaʻau wela Hāʻawi ke kaʻina hana i kahi kikoʻī o nā waiwai i hoʻopili ʻia e ka hoʻoponopono ʻana i ka hoʻonā-annealing, hoʻoponopono, a me nā palena ʻelemakule.

Ma ka hoʻohana ʻana i nā hana maikaʻi loa—e like me ±5°C ka mana o ka umu ahi, ka manawa pololei, a me ka passivation kūpono—e hoʻokō pono nā ʻenekinia i nā hui pū ʻana o ka ikaika, paʻakikī, a me ke kū'ēʻana.

ʻO kēia ʻO ke koho kūpono kūpono no kāu hana hana e pono ai inā makemakeʻoe i ka maikaʻi kiʻekiʻe 17-4H kila kohu ʻole Nā'āpana.

Kāhea iā mākou i kēia lā!