1. Pengenalan
Memilih hak Gred keluli tahan karat secara langsung mempengaruhi prestasi produk, panjang umur, dan keberkesanan kos.
Dalam artikel ini, Kami membentangkan yang mendalam, Perbandingan berwibawa antara 316 (aloi austenit yang dihargai kerana rintangan kakisannya) dan 17-4ph (martensit, aloi pemendakan yang disambut dengan kekuatan yang tinggi).
Melalui analisis sistematik kimia, sifat mekanikal, tingkah laku kakisan, rawatan haba, dan aplikasi industri, Jurutera akan mendapat kejelasan ketika menentukan setiap gred untuk hasil yang optimum.
2. Komposisi kimia
| Elemen | 316 Keluli tahan karat (wt. %) | 17-4ph keluli tahan karat (wt. %) | Fungsi utama |
|---|---|---|---|
| Cr | 16.0 -18.0 | 15.0 -17.5 | Membentuk filem pasif pelindung untuk menahan kakisan suhu dan tinggi |
| Dalam | 10.0 -14.0 | 3.0 -5.0 | Menstabilkan austenit (ketangguhan, Kemuluran); Dalam 17-4ph AIDS Martensite Tanggunan dengan mengekalkan austenite |
| Mo | 2.0 -3.0 | - | Meningkatkan rintangan kakisan pitting dan celah dalam persekitaran yang kaya dengan klorida |
Cu |
- | 3.0 -5.0 | Precipitates semasa penuaan sebagai zarah ε -cu yang koheren, Menyampaikan kekuatan tinggi dalam 17-4ph |
| Nb + Menghadap | - | 0.15 -0.45 | Membentuk karbonitrida halus yang membatalkan sempadan bijian dan menstabilkan struktur martensit |
| Mn | ≤2.0 | ≤1.0 | Bertindak sebagai deoxidizer semasa mencairkan dan menggantikan sebahagian untuk Ni untuk menstabilkan austenite |
| Dan | ≤1.0 | ≤1.0 | Meningkatkan rintangan pengoksidaan semasa pendedahan suhu tinggi |
| C | ≤0.08 | ≤0.07 | Dalam 316 Had Rangkaian Karbida Untuk Mencegah Pemekaan; Dalam 17-4ph mengimbangi kekerasan martensit vs. ketangguhan |
| S | ≤0.03 | ≤0.03 | Meningkatkan kebolehkerjaan melalui kemasukan sulfida, dengan kesan minimum terhadap kakisan |
3. Sifat mekanikal
Tingkah laku mekanikal keluli tahan karat sangat dipengaruhi oleh mikrostruktur dan sejarah rawatan haba mereka.
316 Keluli tahan karat, menjadi austenitic sepenuhnya, mempamerkan kemuluran yang sangat baik dan kekuatan sederhana,
manakala 17-4Ph, Sebagai keluli tahan karat martensit yang panas, memberikan kekuatan dan kekerasan yang luar biasa selepas rawatan penuaan.
Jadual berikut membandingkan sifat mekanikal utama dalam keadaan biasa.
Jadual perbandingan: Sifat mekanikal 316 vs. 17-4Keluli tahan karat pH
| Harta | 316 Keluli tahan karat (Annealed) | 17-4PH keluli tahan karat (H900) | 17-4PH keluli tahan karat (H1150) |
|---|---|---|---|
| Kekuatan tegangan (MPA) | 515-620 | ≥ 1310 | ~ 930 |
| Kekuatan hasil (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 |
| Kesan ketangguhan (J, @Rt) | > 160 J | ~ 20-30 j | ~ 50-60 j |
| Kekuatan keletihan (MPA) | ~ 240 (untuk 10 ⁷ kitaran, R = 0.1) | ~ 620 (H900, 10⁷ kitaran, R = 0.1) | ~ 450 |
| Modulus keanjalan (GPA) | 193 | 200 | 200 |
4. Rintangan kakisan
Dalam persekitaran yang menghakis, Pemilihan bahan bergantung pada bagaimana aloi menahan serangan seragam, Pitting setempat, Retak tekanan -tekanan, dan pengoksidaan suhu tinggi.
Umum (Seragam) Kakisan
- 316 Keluli tahan karat
Jurutera melaporkan kadar kakisan di bawah 0.1 mm/tahun dalam penyelesaian klorida neutral (3.5 % NaCl di 25 ° C.).
Gabungannya 16-18 % Cr dan 2-3 % MO mengekalkan filem pasif cr₂o₃/moo₃ yang menangkis kedua -dua asid dan alkali. - 17-4ph keluli tahan karat
Dengan 15-17.5 % Cr tetapi tidak mo, 17-4ph menghancurkan secara kasar 0.2 mm/tahun Dalam keadaan yang sama.
Walaupun penambahan Cu dan Nbnya sedikit meningkatkan rintangan umum, Ia tidak dapat memadankan prestasi seragam 316.
Pitting & Crevice Corrosion
- SS316 mencapai a Nombor setara rintangan pitting (Kayu) kira -kira 24 (Ambil = Cr + 3.3 Mo + 16 N), yang meningkatkan suhu pitting kritikal (Cpt) kira -kira 23 ° C. dalam air masin berudara.
- 17-4ph kekurangan mo, Jadi prennya jatuh dekat 14, menjatuhkan CPT ke sekitar -2 ° C.. Akibatnya, 17-4ph menderita serangan setempat dalam persekitaran klorida yang agak ringan.
Retak tekanan -tekanan (SCC)
- 316 Keluli tahan karat
Mengekalkan rintangan SCC sehingga 60 ° C. dalam media yang mempunyai klorida di bawah tekanan tegangan. Struktur Austenit sepenuhnya dan Mo -diperkaya Filem Pasif Blok Permulaan dan Penyebaran. - 17-4ph keluli tahan karat
Mempamerkan kerentanan SCC sederhana ketika berumur di atas 482 ° C. (Keadaan H900 -H1025).
Penuaan merangkumi sempadan bijian, Oleh itu, pereka mesti mengurangkan tekanan tegangan atau menentukan gred dupleks untuk pendedahan klorida suhu tinggi.
Pengoksidaan suhu tinggi & Skala
- 316 membentuk skala kromia berterusan yang tetap berpegang pada 800 ° C. dalam pengoksidaan atmosfera.
Kandungan MOnya semakin melambatkan kadar pertumbuhan skala, membuat 316 Sesuai untuk komponen gas dan relau. - 17-4ph juga berkembang cr₂o₃ pada suhu tinggi, Tetapi spallation skala menjadi penting di atas 600 ° C..
Pereka mesti memohon salutan atau pilih aloi alternatif apabila rintangan pengoksidaan di atas ambang ini membuktikan kritikal.
5. Rawatan haba & Kebolehkerjaan
Tingkah laku rawatan haba dan ciri-ciri pemprosesan keluli tahan karat SS316 dan 17-4ph berbeza dengan ketara disebabkan oleh kelas metalurgi yang mendasari mereka:
316 adalah keluli tahan karat austenit, manakala 17-4ph adalah aloi martensit yang berkerumun.
Perbezaan ini mempengaruhi bagaimana setiap bahan dapat dikeraskan, terbentuk, dikimpal, dan machined.
316 Keluli tahan karat
316 tidak boleh dikeraskan oleh rawatan haba kerana struktur austenit sepenuhnya. Kekuatannya bertambah baik oleh Kerja sejuk, yang meningkatkan kekerasan dan kekuatan tegangan dengan mengorbankan kemuluran.
Ia biasanya Annealed pada 1010-1120 ° C, diikuti dengan penyejukan pesat untuk mengekalkan rintangan kakisan.
Kimpalan 316 agak mudah, Memerlukan rawatan pasca kimpalan yang minimum melainkan digunakan dalam persekitaran kritikal.
17-4PH keluli tahan karat
17-4Ph, Sebaliknya, boleh dikeraskan dengan ketara Rawatan haba pemendakan, yang melibatkan penyelesaian merawat pada 1020-1050 ° C diikuti oleh penuaan pada pelbagai suhu (H900 -H1150).
Keadaan rawatan haba menentukan sifat terakhirnya -H900 menghasilkan kekuatan maksimum, Walaupun H1150 memberikan ketahanan dan ketahanan kakisan yang lebih baik.
Ia menawarkan kebolehkerjaan yang sangat baik dalam keadaan annealed penyelesaian, dan walaupun boleh dikimpal, Penuaan pasca kimpalan adalah penting untuk memulihkan sifat mekanikal.
Jadual perbandingan: Rawatan haba & Kebolehkerjaan
| Harta | 316 Keluli tahan karat | 17-4PH keluli tahan karat |
|---|---|---|
| Jenis rawatan haba | Penyepuhlindapan (tidak mengendarai) | Rawatan penyelesaian + Penuaan pemendakan |
| Mekanisme pengerasan | Sejuk berfungsi sahaja | Pengerasan hujan (H900 -H1150) |
| Temple Time Annealing. | 1010-1120 ° C. | 1020-1050 ° C. (Penyelesaian Rawat) |
| Suhu penuaan | N/a | 480 ° C. (H900) hingga 620 ° C. (H1150) |
| Rawatan haba pasca kimpalan | Biasanya tidak diperlukan | Diperlukan untuk memulihkan kekuatan dan kekerasan |
| Kebolehkerjaan (Keadaan penyelesaian) | Sederhana | Baik |
| Kebolehkalasan | Cemerlang dengan logam pengisi austenitik standard | Baik, tetapi memerlukan penuaan pasca kimpalan |
| Kebolehbaburan | Cemerlang (lukisan dalam, membongkok) | Adil hingga sederhana (Kemuluran terhad ketika berumur) |
6. Aplikasi & Kes penggunaan industri
316 Keluli tahan karat - Aplikasi utama
- Marin Industri: Sesuai untuk komponen yang terdedah kepada air laut seperti pam, injap, pengikat, dan perkakasan marin kerana rintangan yang sangat baik terhadap kakisan klorida.
- Pemprosesan kimia: Biasa digunakan dalam peralatan pengendalian asid, kereta kebal, paip, dan penukar haba di mana rintangan kakisan adalah kritikal.
- Makanan & Industri Minuman: Lebih disukai untuk peralatan pemprosesan sanitari seperti penghantar, Tangki pencampuran, dan paip yang memerlukan kebersihan, Permukaan yang mudah dibersihkan.
- Farmaseutikal & Bidang perubatan: Digunakan dalam alat pembedahan, Komponen Sterilizable, dan peranti perubatan bukan implan disebabkan oleh biokompatibiliti dan rintangan kakisan.
- Seni bina & Pembinaan: Digunakan dalam fasad bangunan, Handrails, dan lekapan di persekitaran pantai atau bandar yang memerlukan ketahanan estetika dan rintangan kakisan.
17-4PH Stainless Steel - Aplikasi Utama
- Aeroangkasa & Penerbangan: Digunakan secara meluas dalam komponen struktur, pengikat, bahagian gear pendaratan, dan komponen enjin turbin kerana nisbah kekuatan-beratnya yang tinggi.
- Minyak & Industri gas: Sesuai untuk alat downhole, aci, dan injap tekanan tinggi yang menuntut kekuatan dan rintangan kakisan sederhana.
- Alat Perindustrian: Digunakan dalam acuan, mati, dan bahagian mekanikal ketepatan di mana kekerasan, Pakai rintangan, dan kestabilan dimensi sangat penting.
- Sektor tenaga: Digunakan dalam sistem kuasa nuklear dan turbin angin untuk komponen yang terdedah kepada tekanan, haba, dan persekitaran yang menghakis sederhana.
7. Gred setara
Memahami gred setara dengan 316 vs. 17-4Ph Keluli tahan karat sangat penting untuk memilih bahan yang sesuai di pelbagai piawaian antarabangsa yang berbeza, memastikan keserasian global dan kelonggaran sumber.
| Standard | 316 Setara keluli tahan karat | 17-4Setara keluli tahan karat pH |
|---|---|---|
| Nombor uns | S31600 | S17400 |
| ASTM | A240 (plat/lembaran), A276 (bar), A312 (paip) | A564 (Semi-selesai), A693 (bar), A705 (tiub yang dikimpal) |
| Dalam (Eropah) | 1.4401 (X5crnimo17-12-2) | 1.4542 (X5crnicunb16-4) |
| Dia (Jepun) | SUS316 | SUS630 |
| GB (China) | 0CR17NI12MO2 | 06CR17NI4CU4NB |
| Dari (Jerman) | X5crnimo17-12-2 | X5NICUNB16-4 |
8. Perbandingan komprehensif 316 vs. 17-4Keluli tahan karat pH
| Aspek | 316 Keluli tahan karat | 17-4PH keluli tahan karat |
|---|---|---|
| Mikrostruktur | Austenitic (FCC) | Martensit + Hujan mengeras |
| Kekuatan tegangan | 485-620 MPa (Annealed) | 930-1300 MPa (berumur) |
| Kekerasan | Sehingga ~ 95 HRB | Hingga 44 HRC |
| Rintangan kakisan | Cemerlang, terutamanya dalam klorida | Sederhana, kurang tahan terhadap pitting |
| Kemuluran | Tinggi (>40% pemanjangan) | Sederhana (8-15% pemanjangan) |
| Rawatan haba | Penyepuh hanya | Rawatan penyelesaian + Penuaan |
| Kebolehkalasan | Cemerlang | Memerlukan rawatan haba pasca kimpalan |
| Aplikasi biasa | Marin, kimia, perubatan, pemprosesan makanan | Aeroangkasa, minyak & gas, perkakas |
| Kos | Sederhana | Lebih tinggi |
9. Kesimpulan
Kesimpulannya, 316 Keluli tahan karat bersinar di mana rintangan kakisan, Kebolehbaburan, dan kecekapan kos paling penting.
Sebaliknya, 17-4ph keluli tahan karat cemerlang dalam kekuatan kritikal, Aplikasi sensitif keletihan di mana pereka boleh menguruskan keperluan haba dan keperluan fabrikasi yang lebih menuntut.
Dengan menimbang agresif alam sekitar, Beban mekanikal, dan kekangan pembuatan,
Jurutera dengan yakin boleh memilih gred optimum -dan memastikan kebolehpercayaan komponen, prestasi, dan nilai kitaran hayat.
Ini adalah pilihan yang sesuai untuk keperluan pembuatan anda jika anda memerlukan berkualiti tinggi Keluli tahan karat Castings.
Soalan Lazim:
Apakah perbezaan utama antara 316 vs. 17-4Keluli tahan karat pH?
316 adalah keluli tahan karat austenit yang dikenali untuk rintangan kakisan yang sangat baik dan kemuluran tinggi,
Walaupun 17-4ph adalah keluli tahan karat pemendakan martensit yang menawarkan kekuatan dan kekerasan yang unggul tetapi rintangan kakisan sederhana.
Struktur mikro mereka, sifat mekanikal, dan keperluan rawatan haba berbeza dengan ketara.
Keluli tahan karat yang mempunyai rintangan kakisan yang lebih baik?
316 Keluli tahan karat melebihi prestasi 17-4ph dalam rintangan kakisan, terutamanya dalam klorida kaya, Marin, dan persekitaran kimia, sebahagian besarnya disebabkan oleh kandungan molibdenumnya.
17-4PH mempunyai rintangan kakisan sederhana dan mungkin memerlukan pelapis perlindungan dalam persekitaran yang agresif.
Bolehkah keluli tahan karat 17-4ph menggantikan 316 dalam semua aplikasi?
Tidak. Manakala 17-4ph memberikan kekuatan dan kekerasan yang lebih tinggi, ia tidak sepadan dengan rintangan kakisan dan kemuluran 316.
Lebih sesuai untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan mekanikal yang tinggi dan rintangan kakisan sederhana, seperti aeroangkasa atau minyak & komponen gas, bukannya kegunaan marin atau pemprosesan makanan.
Keluli tahan karat mana yang lebih mudah untuk mesin?
17-4PH lebih mudah untuk mesin selepas rawatan penyelesaian kerana kekerasan yang lebih rendah pada peringkat tersebut. 316 cenderung bekerja keras dengan cepat semasa pemesinan, menjadikannya lebih mencabar untuk dipotong dengan cekap.
Bagaimana kos 316 vs. 17-4PH Bandingkan?
Secara amnya, 17-4PH keluli tahan karat kos lebih banyak disebabkan oleh elemen pengaliran kompleks dan proses rawatan haba.
316 lebih ekonomik untuk aplikasi yang mengutamakan rintangan kakisan dan kebolehbaburan.
Adalah magnet keluli tahan karat 17-4ph?
Ya, 17-4PH mempamerkan sifat magnet kerana struktur martensitnya, sedangkan 316 Keluli tahan karat biasanya bukan magnetik dalam keadaan annealed.
