1. 導入
権利を選択します ステンレス鋼グレード 製品のパフォーマンスに直接影響します, 長寿, そして費用対効果.
この記事では, 詳細を提示します, 権威ある比較間 316 (腐食抵抗が尊敬されるオーステナイト合金) そして 17-4ph (マルテンサイト, 降水量を硬化する合金は、その高強度で称賛されました).
化学の体系的な分析を通じて, 機械的特性, 腐食挙動, 熱処理, および業界アプリケーション, エンジニアは、最適な結果のために各グレードを指定する時期を明確にします.
2. 化学組成
| 要素 | 316 ステンレス鋼 (wt。 ％) | 17‑4phステンレス鋼 (wt。 ％) | 一次機能 |
|---|---|---|---|
| Cr | 16.0 –18.0 | 15.0 –17.5 | 一般的かつ高温度腐食に抵抗するために保護cr₂o₃パッシブフィルムを形成します |
| で | 10.0 –14.0 | 3.0 –5.0 | オーステナイトを安定させます (靭性, 延性); 17〜4時半に、エイズ保持オーステナイトによるマルテンサイトの靭性 |
| モー | 2.0 –3.0 | - | 塩化物が豊富な環境での孔食と隙間の腐食抵抗を強化します |
銅 |
- | 3.0 –5.0 | 老化中のコヒーレントε‑ Cu粒子として沈殿します, 17-4phで高強度を提供します |
| NB + 面 | - | 0.15 –0.45 | 粒子の境界をピン留めし、マルテンサイト構造を安定させる細かい炭酸化物を形成する |
| ん | ≤2.0 | ≤1.0 | 融解中にデオキシディザーとして機能し、Niがオーステナイトを安定させるために部分的に代用する |
| そして | ≤1.0 | ≤1.0 | 高温暴露中に酸化抵抗を改善します |
| C | ≤0.08 | ≤0.07 | で 316 感作を防ぐために炭化物ネットワークを制限します; 17-4phのバランスでマルテンサイトの硬度とバランス. 靭性 |
| S | ≤0.03 | ≤0.03 | 硫化物包有物を介して加工性を高めます, 腐食への影響が最小限である |
3. 機械的性質
ステンレス鋼の機械的挙動は、それらの微細構造と熱処理の履歴に深く影響されます.
316 ステンレス鋼, 完全にオーステナイトであること, 優れた延性と中程度の強度を示します,
その間 17-4PH, 降水量として硬化したマルテンサイトステンレス鋼として, 老化した治療後の例外的な強さと硬度を提供します.
次の表は、一般的な条件下で重要な機械的特性を比較しています.
比較テーブル: の機械的特性 316 対. 17-4pHステンレス鋼
| 財産 | 316 ステンレス鋼 (焼き鈍し) | 17-4PHステンレス鋼 (H900) | 17-4PHステンレス鋼 (H1150) |
|---|---|---|---|
| 抗張力 (MPa) | 515–620 | ≥ 1310 | 〜930 |
| 降伏強さ (0.2%, MPa) | 205–290 | ≥ 1170 | 〜725 |
| 伸長 (%) | ≥ 40 | 〜10–12 | 〜16–20 |
| 硬度 (HRB/HRC) | HRB 80–95 (≈HB150–200) | HRC 40–44 | HRC 28–32 |
| 衝撃靱性 (J, @RT) | > 160 J | 〜20–30 j | 〜50–60 j |
| 疲労強度 (MPa) | 〜240 (10サイクルの場合, r = 0.1) | 〜620 (H900, 10⁷サイクル, r = 0.1) | 〜450 |
| 弾性率 (GPa) | 193 | 200 | 200 |
4. 耐食性
腐食性環境で, 材料の選択は、合金が均一な攻撃にどのように耐えるかにかかっています, ローカライズされた孔味, ストレス腐食亀裂, および高温酸化.
一般的な (ユニフォーム) 腐食
- 316 ステンレス鋼
エンジニアは腐食率を以下に報告します 0.1 MM/年 中性塩化物溶液で (3.5 % nacl at 25 ℃).
16〜18の組み合わせ % CRおよび2–3 % moは、酸とアルカリの両方を撃退する粘り強いcr₂o₃/moo₃パッシブフィルムを維持します. - 17‑4phステンレス鋼
15–17.5で % crですが、moはありません, 17〜4phはおおよそ腐食します 0.2 MM/年 同じ条件下で.
そのCuとNBの追加は、一般的な抵抗をわずかに強化しますが, 316の均一な攻撃パフォーマンスと一致することはできません.
孔食 & 隙間腐食
- SS316 aを達成します ピッティング抵抗相当数 (木材) の 24 (テイク= cr + 3.3 モー + 16 N), 重要なピット温度を上げます (CPT) 大まかに 23 ℃ 通気塩水で.
- 17-4ph moがありません, そのため、そのプレンは近くに落ちます 14, CPTを約にドロップします –2°C. その結果, 17-4PHは、比較的軽度の塩化物環境で局所攻撃に苦しんでいます.
ストレス腐食亀裂 (SCC)
- 316 ステンレス鋼
SCC抵抗を維持します 60 ℃ 引張ストレス下で塩化物を持つ培地で. その完全にオーステナイト構造とmo濃縮されたパッシブフィルムブロックの亀裂の開始と伝播. - 17‑4phステンレス鋼
上記で老化すると、中程度のSCC感受性を示します 482 ℃ (H900〜H1025条件).
老化したエンブリトル粒界, したがって、設計者は、高温塩化物暴露のために引張ストレスを軽減するか、二重グレードを指定する必要があります.
高温酸化 & スケーリング
- 316 順守のままである連続クロミアスケールを形成します 800 ℃ 酸化大気中.
そのMO含有量は、スケールの成長率をさらに遅らせます, 作る 316 煙道と炉のコンポーネントに最適です. - 17-4ph また、高温でcr₂o₃を発達させます, しかし、スケールスパレーションは上記で重要になります 600 ℃.
設計者は、このしきい値を超える酸化抵抗が重要であることが証明された場合、コーティングを塗布するか、代替合金を選択する必要があります.
5. 熱処理 & 作業性
SS316および17-4phのステンレス鋼の熱処理挙動と処理特性は、根底にある冶金クラスのために大きく異なります:
316 です オーステナイト系ステンレス鋼, 一方、17-4phはaです 沈殿硬化したマルテンサイト合金.
これらの違いは、各材料をどのように硬化させるかに影響します, 形成された, 溶接された, そして機械加工.
316 ステンレス鋼
316 完全にオーステナイト構造のために熱処理によって硬化することはできません. その強度は主に改善されます 冷間加工, 延性を犠牲にして硬度と引張強度を向上させる.
一般的です 1010〜1120°Cでアニール, その後、腐食抵抗を維持するための迅速な冷却が続きます.
溶接 316 比較的簡単です, 重要な環境で使用されない限り、最小限の溶接後治療が必要です.
17-4PHステンレス鋼
17-4PH, 一方で, 大幅に強化される可能性があります 降水熱処理, 関係します ソリューション処理 1020〜1050°Cに続いて エージング さまざまな温度で (H900 – H1150).
熱処理条件は最終的な特性を決定します。H900は最大強度を生成します, H1150は、より良い靭性と腐食抵抗を提供します.
それは提供します 溶液が鳴らされていない状態での優れた加工性, 溶接可能ですが, 溶接後の老化は、機械的特性を回復するために不可欠です.
比較テーブル: 熱処理 & 作業性
| 財産 | 316 ステンレス鋼 | 17-4PHステンレス鋼 |
|---|---|---|
| 熱処理タイプ | アニーリング (非硬化) | 溶液処理 + 降水老化 |
| 硬化メカニズム | コールドワークのみ | 降水硬化 (H900 – H1150) |
| 典型的なアニーリング温度. | 1010–1120°C | 1020–1050°C (ソリューショントリート) |
| 老化温度 | 該当なし | 480 °C (H900) 620°Cまで (H1150) |
| 溶接後の熱処理 | 通常は必要ありません | 強さと硬度を回復するために必要です |
| 被削性 (ソリューション状態) | 適度 | 良い |
| 溶接性 | 標準のオーステナイトフィラー金属で優れています | 良い, しかし、溶けた老化が必要です |
| 成形性 | 素晴らしい (深絞り加工, 曲げ) | 公正から緩和 (老化時の延性は限られています) |
6. アプリケーション & 業界のユースケース
316 ステンレス鋼 - メインアプリケーション
- 海洋 業界: ポンプなどの海水にさらされるコンポーネントに最適です, バルブ, ファスナー, 塩化物腐食に対する優れた耐性による海洋ハードウェア.
- 化学処理: 酸処理機器で一般的に使用されています, タンク, 配管, 腐食抵抗が重要な熱交換器.
- 食べ物 & 飲料業界: コンベアなどの衛生加工装置には好まれます, 混合タンク, 衛生的なパイピング, きれいな表面.
- 医薬品 & 医療分野: 手術ツールに適用されます, 滅菌可能なコンポーネント, 生体適合性と腐食耐性による非インプラント医療機器.
- 建築 & 工事: 建物のファサードに使用される, 手すり, そして、審美的な耐久性と腐食抵抗を必要とする沿岸または都市環境の備品.
17-4PHステンレス鋼 - メインアプリケーション
- 航空宇宙 & 航空: 構造コンポーネントで広く使用されています, ファスナー, 着陸装置部品, 強度と重量の比率が高いため、タービンエンジンコンポーネント.
- 油 & ガス産業: ダウンホールツールに適しています, シャフト, 強度と中程度の腐食抵抗を必要とする高圧バルブ.
- 産業用ツーリング: 金型に適用されます, 死ぬ, 硬度がある精度の機械部品, 耐摩耗性, 寸法の安定性が不可欠です.
- エネルギー部門: ストレスにさらされたコンポーネントのために原子力システムと風力タービンで利用される, 熱, 中程度の腐食性環境.
7. 同等のグレード
の同等のグレードを理解します 316 対. 17-4PH ステンレス鋼は、さまざまな国際基準にわたって適切な材料を選択するために重要です, グローバルな互換性を確保し、柔軟性を調達します.
| 標準 | 316 ステンレス鋼と同等 | 17-4PHステンレス鋼と同等 |
|---|---|---|
| UNS番号 | S31600 | S17400 |
| ASTM | A240 (プレート/シート), A276 (バー), A312 (パイプ) | A564 (半フィニッシュ), A693 (バー), A705 (溶接チューブ) |
| で (ヨーロッパ) | 1.4401 (x5crnimo17-12-2) | 1.4542 (x5crnicunb16-4) |
| 彼 (日本) | SUS316 | SUS630 |
| GB (中国) | 0CR17NI12MO2 | 06Cr17Ni4Cu4Nb |
| から (ドイツ) | x5crnimo17-12-2 | x5nicunb16-4 |
8. の包括的な比較 316 対. 17-4pHステンレス鋼
| 側面 | 316 ステンレス鋼 | 17-4PHステンレス鋼 |
|---|---|---|
| 微細構造 | オーステナイト系 (FCC) | マルテンサイト系 + 降水量は硬化しました |
| 抗張力 | 485–620 MPa (焼きなましされた) | 930–1300 MPa (年齢) |
| 硬度 | 最大95 HRB | まで 44 HRC |
| 耐食性 | 素晴らしい, 特に塩化物で | 適度, 孔食に対する耐性が低い |
| 延性 | 高い (>40% 伸長) | 適度 (8-15% 伸長) |
| 熱処理 | アニーリングのみ | 溶液処理 + エージング |
| 溶接性 | 素晴らしい | 溶けた熱処理が必要です |
| 代表的な用途 | 海洋, 化学薬品, 医学, 食品加工 | 航空宇宙, 油 & ガス, ツーリング |
| 料金 | 適度 | より高い |
9. 結論
結論は, 316 ステンレス鋼 腐食抵抗が輝いています, 成形性, コスト効率が最も重要です.
一方で, 17‑4phステンレス鋼 強度批判に優れています, 設計者がより厳しい熱処理と製造のニーズを管理できる疲労感受性アプリケーション.
環境の攻撃性を比較検討することにより, 機械的負荷, 製造上の制約,
エンジニアは最適なグレードを自信を持って選択できます。コンポーネントの信頼性を確保することができます, パフォーマンス, およびライフサイクルの価値.
これ 高品質が必要な場合は、製造ニーズに最適です ステンレス鋼 キャスティング.
よくある質問:
の主な違いは何ですか 316 対. 17-4pHステンレス鋼?
316 優れた腐食抵抗と高延性で知られているオーステナイトステンレス鋼です,
17-4phはマルテンサイト沈殿硬化ステンレス鋼ですが、優れた強度と硬度を提供しますが、中程度の腐食抵抗を提供します.
それらの微細構造, 機械的特性, また、熱処理要件は大きく異なります.
どのステンレス鋼がより良い腐食抵抗を持っているか?
316 ステンレス鋼は、腐食抵抗で17-4phを上回ります, 特に塩化物が豊富で, 海洋, および化学環境, 主にモリブデンの含有量が原因です.
17-4pHは中程度の腐食抵抗があり、攻撃的な環境で保護コーティングが必要になる場合があります.
17-4phのステンレス鋼の交換ができます 316 すべてのアプリケーションで?
いいえ. 一方、17-4phはより高い強度と硬度を提供します, の耐食性と延性と一致しません 316.
機械的強度と中程度の腐食抵抗を必要とするアプリケーションに適しています, 航空宇宙やオイルなど & ガス成分, 海洋または食品加工の使用ではなく.
どのステンレス鋼が機械加工しやすいか?
17-4その段階での硬度が低いため、溶液処理後のPHの機械加工が簡単です. 316 機械加工中に急速に硬化する傾向があります, 効率的にカットすることをより困難にします.
のコストはどのようになりますか 316 対. 17-4pH比較?
一般的に, 17-4PHステンレス鋼は、その複雑な合金要素と熱処理プロセスにより、より多くの費用がかかります.
316 腐食抵抗と形成性を優先するアプリケーションの方が経済的です.
17-4phのステンレス鋼の磁気です?
はい, 17-4pHは、そのマルテンサイト構造のために磁気特性を示します, 一方 316 ステンレス鋼は一般に、アニール状態では非磁性です.
