1. Perkenalan
Memilih yang benar tingkat baja tahan karat Secara langsung mempengaruhi kinerja produk, umur panjang, dan efektivitas biaya.
Dalam artikel ini, Kami menyajikan secara mendalam, Perbandingan otoritatif antara 316 (Paduan austenitik yang dihargai karena ketahanan korosi) Dan 17--4ph (seorang martensit, Paduan penghuni presipitasi dirayakan karena kekuatannya yang tinggi).
Melalui analisis sistematis kimia, sifat mekanik, perilaku korosi, perlakuan panas, dan aplikasi industri, Insinyur akan mendapatkan kejelasan tentang kapan menentukan setiap nilai untuk hasil yang optimal.
2. Komposisi Kimia
| Elemen | 316 Baja tahan karat (wt. %) | 17–4ph stainless steel (wt. %) | Fungsi utama |
|---|---|---|---|
| Cr | 16.0 –18.0 | 15.0 –17.5 | Membentuk film pasif pelindung untuk melawan korosi umum dan suhu tinggi |
| Di dalam | 10.0 –14.0 | 3.0 –5.0 | Menstabilkan austenite (kekerasan, keuletan); Dalam 17-4ph AIDS Martensite ketangguhan oleh Austenite yang ditahan |
| Mo | 2.0 –3.0 | - - | Meningkatkan resistensi korosi pitting dan celah di lingkungan kaya klorida |
Cu |
- - | 3.0 –5.0 | Mengendapkan selama penuaan sebagai partikel ε -Cu yang koheren, memberikan kekuatan tinggi dalam 17-4ph |
| NB + Menghadap | - - | 0.15 –0.45 | Membentuk karbon halus yang menjepit batas butir dan menstabilkan struktur martensit |
| M N | ≤2.0 | ≤1.0 | Bertindak sebagai deoksidizer selama peleburan dan sebagian penggantian Ni untuk menstabilkan austenit |
| Dan | ≤1.0 | ≤1.0 | Meningkatkan resistensi oksidasi selama paparan suhu tinggi |
| C | ≤0.08 | ≤0.07 | Di dalam 316 membatasi jaringan karbida untuk mencegah sensitisasi; dalam 17-4ph saldo Martensite kekerasan vs. kekerasan |
| S | ≤0.03 | ≤0.03 | Meningkatkan kemampuan mesin melalui inklusi sulfida, dengan dampak minimal pada korosi |
3. Sifat mekanik
Perilaku mekanis baja tahan karat sangat dipengaruhi oleh struktur mikro dan riwayat perlakuan panasnya.
316 baja tahan karat, menjadi sepenuhnya austenitik, menunjukkan keuletan yang sangat baik dan kekuatan sedang,
ketika 17-4Ph, Sebagai baja stainless martensit yang dikeraskan dengan presipitasi, memberikan kekuatan dan kekerasan yang luar biasa setelah perawatan penuaan.
Tabel berikut membandingkan sifat mekanik utama dalam kondisi umum.
Tabel komparatif: Sifat mekanis dari 316 vs.. 17-4Baja stainless pH
| Milik | 316 Baja tahan karat (Dianil) | 17-4PH stainless steel (H900) | 17-4PH stainless steel (H1150) |
|---|---|---|---|
| Kekuatan tarik (MPa) | 515–620 | ≥ 1310 | ~ 930 |
| Kekuatan luluh (0.2%, MPa) | 205–290 | ≥ 1170 | ~ 725 |
| Pemanjangan (%) | ≥ 40 | ~ 10–12 | ~ 16–20 |
| Kekerasan (HRB/HRC) | HRB 80–95 (≈ HB 150–200) | HRC 40–44 | HRC 28–32 |
| Dampak ketangguhan (J, @RT) | > 160 J | ~ 20–30 j | ~ 50–60 j |
| Kekuatan kelelahan (MPa) | ~ 240 (untuk 10⁷ siklus, R = 0,1) | ~ 620 (H900, 10⁷ Siklus, R = 0,1) | ~ 450 |
| Modulus elastisitas (IPK) | 193 | 200 | 200 |
4. Resistensi korosi
Di lingkungan korosif, Seleksi materi bergantung pada bagaimana paduan menahan serangan seragam, Pitting Lokal, retak korosi stres, dan oksidasi suhu tinggi.
Umum (Seragam) Korosi
- 316 Baja tahan karat
Insinyur melaporkan tingkat korosi di bawah ini 0.1 mm/tahun dalam larutan klorida netral (3.5 % NaCl at 25 ° C.).
Kombinasi 16–18 % CR dan 2–3 % Mo menopang film pasif Cr₂o₃/moo₃ yang ulet yang mengusir kedua asam dan alkali. - 17–4ph stainless steel
Dengan 15–17.5 % CR tapi tidak mo, 17–4ph berkorosi secara kasar 0.2 mm/tahun dalam kondisi yang sama.
Meskipun penambahan Cu dan NB -nya sedikit meningkatkan resistensi umum, itu tidak bisa menandingi kinerja serangan seragam 316.
Pitting & Korosi celah
- SS316 mencapai a Jumlah setara resistansi pitting (Kayu) sekitar 24 (Ambil = cr + 3.3 Mo + 16 N), yang meningkatkan suhu pitting kritisnya (CPT) sampai secara kasar 23 ° C. dalam air asin aerasi.
- 17--4ph kekurangan mo, Jadi pren itu jatuh dekat 14, menjatuhkan CPT ke sekitar –2 ° C.. Akibatnya, 17–4ph menderita serangan lokal di lingkungan klorida yang relatif ringan.
Retak korosi stres (SCC)
- 316 Baja tahan karat
Mempertahankan resistensi SCC hingga 60 ° C. di media yang mengandung klorida di bawah stres tarik. Strukturnya yang sepenuhnya austenitik dan inisiasi dan perambatan blok film pasif yang diperkaya MO. - 17–4ph stainless steel
Menunjukkan kerentanan SCC sedang saat berusia di atas 482 ° C. (Kondisi H900 - H1025).
Batas gandum embrittles penuaan, Jadi desainer harus mengurangi tekanan tarik atau menentukan nilai dupleks untuk paparan klorida suhu tinggi.
Oksidasi suhu tinggi & Penskalaan
- 316 membentuk skala kromia kontinu yang tetap patuh sampai 800 ° C. dalam atmosfer pengoksidasi.
Konten MO lebih lanjut memperlambat tingkat pertumbuhan pertumbuhan, membuat 316 Ideal untuk komponen buang -gas dan tungku. - 17--4ph juga mengembangkan cr₂o₃ pada suhu tinggi, Tetapi spallation skala menjadi signifikan di atas 600 ° C..
Desainer harus menerapkan pelapis atau memilih paduan alternatif saat resistensi oksidasi di atas ambang batas ini terbukti kritis.
5. Perlakuan panas & Kemungkinan untuk dilaksanakan
Perilaku perlakuan panas dan karakteristik pemrosesan baja stainless SS316 dan 17-4PH berbeda secara signifikan karena kelas metalurgi yang mendasarinya:
316 adalah an baja tahan karat austenitic, sedangkan 17-4ph adalah a Paduan martensit yang dikerjakan oleh presipitasi.
Perbedaan -perbedaan ini mempengaruhi bagaimana masing -masing bahan dapat dikeraskan, terbentuk, lasan, dan mesin.
316 Baja tahan karat
316 tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan panas karena strukturnya yang sepenuhnya austenitik. Kekuatannya ditingkatkan terutama oleh bekerja dingin, yang meningkatkan kekerasan dan kekuatan tarik dengan mengorbankan keuletan.
Itu umumnya dianil pada 1010–1120 ° C, diikuti dengan pendinginan cepat untuk mempertahankan resistensi korosi.
Pengelasan 316 relatif mudah, membutuhkan perawatan pasca-weld minimal kecuali digunakan dalam lingkungan yang kritis.
17-4PH stainless steel
17-4Ph, di sisi lain, dapat secara signifikan dikeraskan Perlakuan panas presipitasi, yang melibatkan solusi perawatan pada 1020–1050 ° C diikuti oleh penuaan di berbagai suhu (H900 - H1150).
Kondisi perlakuan panas menentukan sifat akhirnya - H900 menghasilkan kekuatan maksimum, Sementara H1150 memberikan ketangguhan dan ketahanan korosi yang lebih baik.
Itu menawarkan kemampuan mesin yang sangat baik dalam kondisi solusi-anil, dan meskipun dapat dilas, Penuaan pasca-keluhan sangat penting untuk memulihkan sifat mekanik.
Tabel komparatif: Perlakuan panas & Kemungkinan untuk dilaksanakan
| Milik | 316 Baja tahan karat | 17-4PH stainless steel |
|---|---|---|
| Jenis Perlakuan Panas | Anil (non-hardening) | Pengobatan larutan + penuaan curah hujan |
| Mekanisme pengerasan | Hanya bekerja dingin | Pengerasan presipitasi (H900 - H1150) |
| Suhu anil khas. | 1010–1120 ° C. | 1020–1050 ° C. (solusi solusi) |
| Suhu penuaan | N/a | 480 ° C. (H900) hingga 620 ° C. (H1150) |
| Perlakuan panas pasca-keluhan | Biasanya tidak diperlukan | Diperlukan untuk memulihkan kekuatan dan kekerasan |
| Kemampuan mesin (Status solusi) | Sedang | Bagus |
| Kemampuan las | Sangat baik dengan logam pengisi austenitik standar | Bagus, tetapi membutuhkan penuaan pasca-keluhan |
| Kemampuan formulir | Bagus sekali (gambar yang dalam, pembengkokan) | Adil hingga sedang (Daktilitas terbatas saat berusia) |
6. Aplikasi & Kasus Penggunaan Industri
316 Stainless Steel - Aplikasi Utama
- Laut Industri: Ideal untuk komponen yang terpapar air laut seperti pompa, katup, pengencang, dan perangkat keras laut karena resistensi yang sangat baik terhadap korosi klorida.
- Pemrosesan Kimia: Biasa digunakan dalam peralatan penanganan asam, tank, perpipaan, dan penukar panas di mana ketahanan korosi sangat penting.
- Makanan & Industri minuman: Lebih disukai untuk peralatan pemrosesan sanitasi seperti konveyor, pencampuran tangki, dan perpipaan yang membutuhkan higienis, Permukaan yang mudah dibersihkan.
- Farmasi & Bidang medis: Diterapkan dalam alat bedah, Komponen yang dapat disterilkan, dan perangkat medis non-implan karena biokompatibilitas dan resistensi korosi.
- Arsitektur & Konstruksi: Digunakan dalam membangun fasad, pegangan tangan, dan perlengkapan di lingkungan pesisir atau perkotaan yang membutuhkan daya tahan estetika dan resistensi korosi.
17-4PH Stainless Steel - Aplikasi Utama
- Aerospace & Penerbangan: Banyak digunakan dalam komponen struktural, pengencang, Bagian Landing Gear, dan komponen mesin turbin karena rasio kekuatan-ke-berat yang tinggi.
- Minyak & Industri gas: Cocok untuk alat downhole, poros, dan katup tekanan tinggi yang menuntut kekuatan dan resistensi korosi sedang.
- Perkakas Industri: Diterapkan dalam cetakan, mati, dan bagian mekanik presisi di mana kekerasan, Pakai ketahanan, dan stabilitas dimensi sangat penting.
- Sektor energi: Digunakan dalam sistem tenaga nuklir dan turbin angin untuk komponen yang terpapar stres, panas, dan lingkungan korosif sedang.
7. Nilai yang setara
Memahami nilai yang setara 316 vs.. 17-4Ph Baja tahan karat sangat penting untuk memilih bahan yang sesuai di berbagai standar internasional, memastikan kompatibilitas global dan fleksibilitas sumber.
| Standar | 316 Setara dengan stainless steel | 17-4PH setara dengan stainless steel |
|---|---|---|
| Nomor uns | S31600 | S17400 |
| Astm | A240 (piring/lembar), A276 (batang), A312 (pipa) | A564 (setengah jadi), A693 (bar), A705 (tabung las) |
| DI DALAM (Eropa) | 1.4401 (X5crnimo17-12-2) | 1.4542 (X5crnicunb16-4) |
| Dia (Jepang) | Sus316 | Sus630 |
| GB (Cina) | 0CR17NI12MO2 | 06CR17NI4CU4NB |
| DARI (Jerman) | X5crnimo17-12-2 | X5nicunb16-4 |
8. Perbandingan komprehensif 316 vs.. 17-4Baja stainless pH
| Aspek | 316 Baja tahan karat | 17-4PH stainless steel |
|---|---|---|
| Struktur mikro | Austenitic (FCC) | Martensit + Presipitasi mengeras |
| Kekuatan tarik | 485–620 MPa (dianil) | 930–1300 MPa (berumur) |
| Kekerasan | Hingga ~ 95 HRB | Hingga 44 HRC |
| Resistensi korosi | Bagus sekali, terutama di klorida | Sedang, kurang tahan terhadap pitting |
| Keuletan | Tinggi (>40% pemanjangan) | Sedang (8-15% pemanjangan) |
| Perlakuan panas | Annealing saja | Pengobatan larutan + Penuaan |
| Kemampuan las | Bagus sekali | Membutuhkan perlakuan panas pasca-weld |
| Aplikasi khas | Laut, kimia, medis, Pengolahan makanan | Aerospace, minyak & gas, perkakas |
| Biaya | Sedang | Lebih tinggi |
9. Kesimpulan
Sebagai kesimpulan, 316 baja tahan karat bersinar dimana resistensi korosi, Kemampuan formulir, dan efisiensi biaya paling penting.
Di sisi lain, 17–4ph stainless steel unggul dalam kekuatan -kritis, Aplikasi yang peka terhadap kelelahan di mana desainer dapat mengelola kebutuhan pemadaman panas dan fabrikasi yang lebih menuntut.
Dengan menimbang agresivitas lingkungan, beban mekanis, dan kendala manufaktur,
Insinyur dapat dengan percaya diri memilih nilai optimal - bagaimanapun juga memastikan keandalan komponen, pertunjukan, dan nilai siklus hidup.
INI adalah pilihan yang sempurna untuk kebutuhan manufaktur Anda jika Anda membutuhkan berkualitas tinggi baja tahan karat casting.
FAQ:
Apa perbedaan utama antara 316 vs.. 17-4Baja stainless pH?
316 adalah baja stainless austenitik yang dikenal dengan ketahanan korosi yang sangat baik dan daktilitas tinggi,
sedangkan 17-4ph adalah baja stainless presipitasi-presipitasi yang menawarkan kekuatan dan kekerasan yang unggul tetapi ketahanan korosi sedang.
Struktur mikro mereka, sifat mekanik, dan persyaratan perlakuan panas berbeda secara signifikan.
Baja tahan karat mana yang memiliki ketahanan korosi yang lebih baik?
316 Stainless steel mengungguli 17-4ph dalam resistensi korosi, terutama di kaya klorida, laut, dan lingkungan kimia, sebagian besar karena kandungan molibdenumnya.
17-4PH memiliki resistensi korosi sedang dan mungkin memerlukan pelapis pelindung di lingkungan yang agresif.
Dapat mengganti baja tahan karat 17-4ph 316 di semua aplikasi?
TIDAK. Sedangkan 17-4ph memberikan kekuatan dan kekerasan yang lebih tinggi, itu tidak cocok dengan resistensi korosi dan keuletan 316.
Lebih cocok untuk aplikasi yang membutuhkan kekuatan mekanik yang tinggi dan ketahanan korosi sedang, seperti kedirgantaraan atau minyak & komponen gas, daripada penggunaan kelautan atau pemrosesan makanan.
Stainless steel mana yang lebih mudah untuk mesin?
17-4PH lebih mudah untuk mesin setelah perawatan larutan karena kekerasan yang lebih rendah pada tahap itu. 316 cenderung bekerja keras dengan cepat selama pemesinan, membuatnya lebih menantang untuk memotong secara efisien.
Bagaimana biaya 316 vs.. 17-4PH Bandingkan?
Umumnya, 17-4PH stainless steel harganya lebih mahal karena elemen paduan kompleks dan proses perlakuan panas.
316 lebih ekonomis untuk aplikasi memprioritaskan resistensi korosi dan kemampuan formulir.
Adalah 17-4ph stainless steel magnetic?
Ya, 17-4PH menunjukkan sifat magnetik karena struktur martensitnya, sedangkan 316 baja tahan karat umumnya tidak magnetik dalam kondisi anil.
