17-4PH Neerslaghardend roestvrij staal

1. Invoering

17-4PH roestvrij staal staat bekend om zijn indrukwekkende combinatie van hoge sterkte, duurzaamheid, en corrosiebestendigheid, waardoor het een waardevol bezit is in veeleisende industrieën zoals de lucht- en ruimtevaart, medisch, automobiel, en olie en gas.

Deze unieke legering, in staat om zowel zware omstandigheden als stress te weerstaan, is een topkeuze geworden voor ingenieurs en fabrikanten.

In dit artikel, we duiken diep in de eigenschappen, voordelen, toepassingen, en praktische overwegingen voor 17-4PH roestvrij staal.

Tegen het einde, je zult begrijpen waarom deze legering een van de meest veelzijdige materialen is in de moderne productie.

2. Wat is 17-4PH neerslaghardend roestvrij staal?

17-4PH roestvrij staal, ook bekend als UNS S17400, is een martensitisch middel, precipitatiehardende legering.

In tegenstelling tot traditioneel roestvrij staal, het bereikt zijn sterkte en hardheid door een uniek verouderingsproces, wat de duurzaamheid en veerkracht onder stress verbetert.

Chemische analyse

Gewicht % (alle waarden zijn maximaal tenzij een bereik anders wordt aangegeven)

Chroom	15.0 min.-17,5 max.	Fosfor	0.04
Nikkel	3.0 min.-5,0 max.	Zwavel	0.03
Koper	3.0 min.-5,0 max.	Silicium	1.0
Koolstof	0.07	Nobium plus Tantaal	0.15 min.-0,45 max.
Mangaan	1.0	Ijzer	Evenwicht

Neerslagverhardingsproces

17-4PH ondergaat een duidelijk verouderingsproces, waar het aanvankelijk in oplossing wordt behandeld, vervolgens gerijpt bij verschillende temperaturen (900°F tot 1150 °F) om verschillende hardheidsniveaus te bereiken.

Dit proces, Dit wordt ‘veroudering’ of ‘neerslagverharding’ genoemd,” stelt fabrikanten in staat de eigenschappen ervan te verfijnen voor specifieke toepassingen.

Kwaliteitsnormen

17-4PH voldoet aan strenge normen, inclusief AMS 5643, ASTM A564, en DIN 1.4542.

Deze kwaliteitsnormen zorgen ervoor dat 17-4PH consistent betrouwbaarheid en duurzaamheid biedt in verschillende omgevingen met hoge stress.

Vergelijking van alle cijfers

VAN	ASTM	IN	ONS	AFNOR	CNU	GB
1.4542	Cijfer 630(AMS 5604B)	X5CrNiCuNb 16-4	S17400	Z5	17-4PH	0Cr17Ni4Cu4Nb

3. Verwerkingsdiensten

Smeltoptie

1 EAF: Elektrische boogoven

2 EAF+LF+VD: Geraffineerd smelten en vacuümontgassen

3 EAF+ESR: Elektroslak hersmelten

4 EAF+PESR: beschermende atmosfeer Electro Slag omsmelten

5 VIM+PESR: Vacuüm-inductie smelten

Vormoptie

1 Warmwalsproces

2 Heet smeden: Elektro-hydraulisch; Hydraulisch met hoge snelheid; Olie-hydraulisch; Precisie-smeedwerk

Warmtebehandelingsoptie

1 +A: Gegloeid (vol/zacht/sferoïdiserend)

2 +N: Genormaliseerd

3 +NT: Genormaliseerd en getemperd

4 +QT: Gedoofd en getemperd (water/olie)

5 +BIJ: Oplossing uitgegloeid

6 +P: De neerslag werd harder

Oppervlakte-optie

1 Zwart oppervlak

2 Geaard: Helder maar ruw; Niet precisie

3 Bewerking voor plaat: Helder en nauwkeurig; Klein draaiend litteken

4 Geschild/gedraaid: Helder en nauwkeurig; Klein draaiend litteken

5 Gepolijst: Zeer helder en nauwkeurig formaat; Niet draaiend litteken

Andere diensten

1 Snijden: Kleine stukjes

2 CNC-machine: Maak uw tekening

3 Pakket: Kaal/Nylon/Canvas/Houten

4 Betaling: T/T, L/C, O/A(krediet aanvragen)

5 Vervoer: FOB/CFR/CIF/DDU/DDP (trein/schip/lucht)

4. Mechanische eigenschappen

Leveringsconditie	Elektrische weerstand(microhm-cm)	Elasticiteitsmodulus(GPa)	Modulus van stijfheid(GPa)	Treksterkte Rm (Mpa)	Opbrengststerkte Rp0,2 (Mpa)	Verlenging % binnen 2″ (50.8 mm)	Vermindering van gebied (%)	Hardheid (HRC)
A(gegloeid)	98	196	77.2	1030 min	760 min	8	/	33 maximaal
H 900	77	196	77.2	1310 min	1170 min	10	40	40-47
H925	/	/	/	1170 min	1070 min	10	44	38-45
H1025	/	/	/	1070 min	1000 min	12	45	35-42
H1075	80	196	77.2	1000 min	860 min	13	45	31-39
H1150	86	196	77.2	930 min	725 min	16	50	28-37

5. Belangrijkste eigenschappen van 17-4PH neerslaghardend roestvrij staal

17-4PH roestvrij staal is een veelzijdig en hoogwaardig materiaal dat bekend staat om zijn unieke combinatie van mechanische en fysieke eigenschappen.

Hier zijn de belangrijkste eigenschappen die 17-4PH tot een voorkeurskeuze maken in verschillende industriële toepassingen:

Hoge sterkte

• Treksterkte: Tot 180,000 psi (1241 MPa)
• Opbrengststerkte: Tot 150,000 psi (1034 MPa)
• Hardheid: Tot 48 HRC (Rockwell C-schaal)

Uitleg: 17-4PH bereikt zijn hoge sterkte door een precipitatiehardingsproces.

Dit proces omvat oplossingsbehandeling, uitdoven, en veroudering van het materiaal, dat fijne neerslagen vormt in de matrix, waardoor de sterkte van het materiaal aanzienlijk wordt verbeterd.

Dit maakt 17-4PH ideaal voor toepassingen die een hoog draagvermogen en structurele integriteit vereisen.

Corrosiebestendigheid

• Chroominhoud: 15-17%
• Nikkel inhoud: 3-5%
• Koperinhoud: 3-5%

Uitleg: Het hoge chroomgehalte in 17-4PH zorgt voor een uitstekende weerstand tegen corrosie, vooral in omgevingen die worden blootgesteld aan chemicaliën, zoutwater-, en andere corrosieve middelen.

De aanwezigheid van nikkel en koper verbetert de weerstand tegen putcorrosie en spleetcorrosie verder, waardoor het geschikt is voor maritieme en chemische verwerkingstoepassingen.

Uitstekende bewerkbaarheid en lasbaarheid

• Bewerkbaarheid: 17-4PH is relatief eenvoudig te bewerken in vergelijking met andere roestvaste staalsoorten met een hoge sterkte.
• Lasbaarheid: Het kan met verschillende technieken worden gelast, inclusief TIG, MIJ, en elektronenbundellassen.

Uitleg: De bewerkbaarheid van het materiaal wordt verbeterd door de matige hardheid ervan in oplossing behandelde toestand, waardoor het gemakkelijker wordt om te snijden en te vormen met standaard bewerkingsgereedschappen.

Aanvullend, 17-4PH kan efficiënt worden gelast, zorgen voor sterke en duurzame verbindingen, wat cruciaal is voor veel industriële toepassingen.

Hittebestendigheid

• Temperatuurbereik: Behoudt zijn sterkte en eigenschappen bij verhoogde temperaturen tot 600°F (316°C).

Uitleg: 17-4PH behoudt zijn mechanische eigenschappen, zelfs bij hoge temperaturen, waardoor het geschikt is voor toepassingen in omgevingen met hoge temperaturen, zoals motoronderdelen en uitlaatsystemen.

Deze eigenschap is vooral waardevol in industrieën waar componenten worden blootgesteld aan aanzienlijke thermische spanningen.

Magnetische eigenschappen

• Magnetisch in geharde toestand:

Uitleg: 17-4PH is magnetisch in geharde toestand, wat voor bepaalde toepassingen voordelig kan zijn, zoals magnetische sensoren en actuatoren.

Deze eigenschap draagt ​​bij aan de veelzijdigheid ervan en kan in verschillende industriële omgevingen worden ingezet.

Vermoeidheid weerstand

• Vermoeidheid Sterkte: Hoge vermoeidheidsweerstand, waardoor het geschikt is voor cyclische belastingstoepassingen.

Uitleg: 17-4PH vertoont een hoge weerstand tegen vermoeidheid, wat betekent dat het bestand is tegen herhaalde stresscycli zonder te falen.

Deze eigenschap is cruciaal voor componenten die veelvuldig worden geladen en gelost, zoals die in de lucht- en ruimtevaart- en automobieltoepassingen.

Slijtvastheid

• Slijtvastheid: Goede weerstand tegen slijtage en schuren.

Uitleg: De hoge hardheid en sterkte van 17-4PH dragen bij aan de uitstekende slijtvastheid.

Deze eigenschap is vooral gunstig in toepassingen waarbij componenten onderhevig zijn aan wrijving en slijtage, zoals lagers en tandwielen.

Dimensionale stabiliteit

• Stabiliteit: Behoudt maatvastheid na warmtebehandeling.

Uitleg: Een goede warmtebehandeling zorgt ervoor dat 17-4PH zijn afmetingen behoudt, wat cruciaal is voor precisiecomponenten.

Deze eigenschap vermindert de noodzaak voor extra bewerking na warmtebehandeling, bespaart tijd en kosten.

Biocompatibiliteit

• Biocompatibiliteit: Geschikt voor biomedische toepassingen.

Uitleg: 17-4PH wordt vaak gebruikt in biomedische toepassingen vanwege de biocompatibiliteit en weerstand tegen corrosie.

Het wordt gebruikt in chirurgische instrumenten, implantaten, en andere medische apparaten waarbij het materiaal veilig en niet-reactief met lichaamsvloeistoffen moet zijn.

6. Voordelen van het gebruik van 17-4PH roestvrij staal

17-4PH roestvrij staal combineert kracht, corrosiebestendigheid, en verwerkingsgemak, waardoor het een topkeuze is in veel veeleisende industrieën.

Dit is waarom het opvalt:

Veelzijdigheid in alle sectoren

Van lucht- en ruimtevaart tot medische en maritieme toepassingen, 17-4Dankzij de robuuste eigenschappen van PH kan het presteren in verschillende uitdagende omgevingen.

Het aanpassingsvermogen maakt het een aanwinst in sectoren waar hoge sterkte en betrouwbaarheid essentieel zijn.

Duurzaamheid en corrosiebestendigheid

De legering is zeer goed bestand tegen spanningscorrosie, vooral in chloorrijke omgevingen.

Deze duurzaamheid vertaalt zich in onderdelen die langer meegaan, wat de onderhoudskosten verlaagt en de levensduur van kritische componenten verlengt, vooral in de maritieme en chemische industrie.

Kosteneffectieve oplossing

Met hoge sterkte en uitstekende bewerkbaarheid, 17-4PH maakt de productie van verdunner mogelijk, lichtere componenten, het verminderen van materiaalkosten.

De gemakkelijke bewerkbaarheid verlaagt ook de productiekosten, waardoor het zuinig is voor langdurig gebruik.

Efficiënte warmtebehandeling

17-4PH zorgt voor een snelle warmtebehandeling, wat betekent dat fabrikanten de sterkte en hardheid snel kunnen aanpassen.

Deze flexibiliteit bij het afstemmen van eigenschappen helpt de productie te versnellen en de doorlooptijden te verkorten.

Weinig onderhoud

Vanwege de corrosiebestendigheid, onderdelen gemaakt van 17-4PH vereisen minimaal onderhoud, wat voordelig is in industrieën waar stilstand kostbaar is.

De duurzaamheid onder zware omstandigheden minimaliseert de noodzaak voor reparatie en vervanging in de loop van de tijd.

Hoge precisie bij het bewerken

De bewerkbaarheid van de legering, vooral in verharde staten, ondersteunt de nauwkeurige creatie van complexe componenten.

Dit maakt het geschikt voor onderdelen met nauwe toleranties, zoals chirurgische instrumenten en ruimtevaartcomponenten.

7. Toepassingen van 17-4PH roestvrij staal

• Lucht- en ruimtevaart: Structurele componenten, bevestigingsmiddelen, en onderdelen die een hoge sterkte en corrosiebestendigheid vereisen.
• Biomedisch: Chirurgische instrumenten, implantaten, en handgereedschap dat zowel sterk als biocompatibel moet zijn.
• Chemische verwerking: Pompen, kleppen, en leidingsystemen die bestand moeten zijn tegen corrosieve chemicaliën.
• Apparatuur voor voedselverwerking: Machines en componenten in voedselverwerkingsfabrieken, waar hygiëne en corrosiebestendigheid cruciaal zijn.
• Poortkleppen: Klepcomponenten voor hoge druk en hoge temperaturen die duurzaamheid en betrouwbaarheid vereisen.
• Mechanische componenten: Schachten, versnellingen, en andere mechanische onderdelen die hoge belastingen en spanningen moeten weerstaan.
• Olie- en gasproductie: folies, helikopterdekplatforms, en andere apparatuur die in ruwe omgevingen werkt.
• Pulp en papier: Apparatuur en machines voor papierfabrieken die weerstand vereisen tegen corrosieve chemicaliën en hoge temperaturen.

8. 17-4PH Warmtebehandeling en fabricage van roestvrij staal

Oplossing behandeling (Conditie A)

Proces:

• Verwarming: Verwarm het materiaal tot 1700 ° F (927°C).
• Afschrikken: Koel het materiaal snel af door het af te schrikken in water of olie.
• Resultaat: Dit proces resulteert in een zachte en taaie toestand, het materiaal geschikt maken voor vervormen en bewerken.

Koud werken

Proces:

• Werkverharding: Onderwerp het materiaal aan koude bewerkingsprocessen zoals walsen, tekening, of stempelen.
• Resultaat: Koud bewerken verhoogt de sterkte en hardheid van het materiaal, waardoor het geschikt is voor toepassingen met hoge sterkte.

Heet vormen

Proces:

• Verwarming: Verwarm het materiaal tot een temperatuur tussen 1800°F en 2000°F (982°C tot 1093 °C).
• Vormen: Vorm het materiaal terwijl het heet is.
• Koeling: Laat het materiaal geleidelijk afkoelen.
• Resultaat: Heetvormen maakt het mogelijk complexe vormen en grote componenten te creëren, vaak gebruikt in toepassingen in de ruimtevaart en zware machines.

Gloeien

Proces:

• Verwarming: Verwarm het materiaal tot een temperatuur tussen 1500°F en 1600°F (816°C tot 871 °C).
• Koeling: Koel het materiaal langzaam af.
• Resultaat: Gloeien verlicht interne spanningen en verbetert de ductiliteit, het verbeteren van de vervormbaarheid van het materiaal en het verminderen van het risico op scheuren tijdens daaropvolgende bewerkingen.

Verharding

Proces:

• Verouderingsbehandelingen:

• • 900°F (482°C): Verouder het materiaal voor 2 uur, gevolgd door luchtkoeling.
  • 1050°F (566°C): Verouder het materiaal voor 2 uur, gevolgd door luchtkoeling.
  • 1100°F (593°C): Verouder het materiaal voor 2 uur, gevolgd door luchtkoeling.

• Resultaat: Verouderingsbehandelingen bereiken verschillende sterkteniveaus, waardoor het materiaal kan worden afgestemd op specifieke toepassingsvereisten.
  Bijvoorbeeld, veroudering bij 1100°F (593°C) kan resulteren in een treksterkte van maximaal 180,000 psi (1241 MPa).

Lassen

Technieken:

• TIG (Wolfraam inert gas) Lassen: Geschikt voor nauwkeurig en schoon lassen.
• MIJ (Metaal inert gas) Lassen: Sneller en efficiënter voor grotere componenten.
• Elektronenbundellassen: Ideaal voor diepe en smalle lassen met minimale hittebeïnvloede zones.
• Laserlassen: Biedt hoge precisie en lage warmte-inbreng.

Overwegingen:

• Voorverwarmen: Verwarm het materiaal voor op 150-250 ° F (65-121°C) om het risico op scheuren te verminderen.
• Lage warmte-inbreng: Gebruik een lage warmte-inbreng om vervorming en restspanningen te minimaliseren.
• Warmtebehandeling na het lassen: Voer een warmtebehandeling na het lassen uit om restspanningen te verlichten en een sterke las te garanderen, duurzame verbinding.

Bewerkbaarheid

Tips:

• Gereedschapsselectie: Gebruik snelstaal (HSS) of hardmetalen gereedschappen voor optimale prestaties.
• Koelmiddel: Breng voldoende koelmiddel aan om de hitte te verminderen en de standtijd van het gereedschap te verlengen.
• Snijparameters: Pas de snijsnelheden en voedingen aan om harde plekken aan te kunnen en de scherpte van het gereedschap te behouden.
• Onderhoud van gereedschap: Inspecteer en slijp gereedschap regelmatig om optimale prestaties te garanderen en slijtage van het gereedschap te verminderen.

Optimaliseren van CNC-bewerkingen:

• Voertarieven: Gebruik de juiste voedingen om de productiviteit en standtijd in evenwicht te brengen.
• Spilsnelheden: Pas de spilsnelheden aan zodat deze overeenkomen met de hardheid van het materiaal en de mogelijkheden van het gereedschap.
• Gereedschapsgeometrie: Kies gereedschappen met de juiste geometrie om de hardheid van het materiaal aan te kunnen en wrijving te verminderen.

Oppervlakteafwerking

Polijsten:

• Proces: Gebruik schurende materialen en polijstmiddelen om een ​​glad en glanzend oppervlak te verkrijgen.
• Resultaat: Polijsten verbetert het uiterlijk van het materiaal en vermindert de oppervlakteruwheid, verbetering van de corrosieweerstand.

Coating:

• Soorten: Galvaniseren, poedercoating, en verf.
• Voordelen: Coatings bieden extra bescherming tegen corrosie en verbeteren het uiterlijk en de duurzaamheid van het materiaal.

9. Bewerkings- en fabricageoverwegingen

Bewerkbaarheid:

• Tips: Gebruik snelstaal (HSS) of hardmetalen gereedschappen, breng voldoende koelvloeistof aan, en behoud scherpe gereedschapsranden om slijtage te verminderen en de oppervlakteafwerking te verbeteren.
  Pas de snijparameters aan om harde plekken aan te kunnen en de scherpte van het gereedschap te behouden.

Lastechnieken:

• Beste praktijken: Verwarm tot 150-250 ° F (65-121°C), gebruik een lage warmte-inbreng, en voer een warmtebehandeling na het lassen uit om restspanningen te verlichten en scheuren te voorkomen.
  Goede lastechnieken zorgen voor sterke en betrouwbare verbindingen.

Warmtebehandeling en vervormingsbeheersing:

• Thermische uitzetting beheren: Gebruik armaturen en steunen om vervorming tijdens de warmtebehandeling tot een minimum te beperken.
  Geleidelijke verwarming en koeling kunnen helpen de thermische spanningen te verminderen en de maatnauwkeurigheid te behouden.

10. Vergelijking met andere roestvaste staalsoorten

304 En 316 Roestvrij staal:

• Kracht: 17-4PH heeft een hogere trek- en vloeigrens in vergelijking met 304 En 316 roestvrij staal.
• Corrosiebestendigheid: 316 biedt iets betere corrosieweerstand vanwege het molybdeengehalte, maar 17-4PH biedt een goede balans tussen sterkte en corrosieweerstand.
• Kosten: 17-4PH is over het algemeen duurder, maar biedt betere prestaties in veeleisende toepassingen, waardoor het op de lange termijn een kosteneffectieve keuze is.

Andere neerslaghardende kwaliteiten:

• 15-5PH: Hogere sterkte en betere taaiheid, geschikt voor toepassingen met hoge sterkte in lucht- en ruimtevaart en defensie.
• 13-8PH: Uitstekende combinatie van sterkte en corrosiebestendigheid, gebruikt in de lucht- en ruimtevaart en chemische verwerking.
  13-8PH biedt een iets betere balans tussen sterkte en taaiheid vergeleken met 17-4PH.

11. Gemeenschappelijke uitdagingen en oplossingen

Gevoeligheid voor spanningscorrosiescheuren (SCC):

• Verzachting: Vermijd chloorrijke omgevingen, gebruik een geschikte warmtebehandeling, en zorg voor een goede oppervlakteafwerking. Regelmatige inspecties en onderhoud kunnen SCC helpen voorkomen.

Vereisten voor warmtebehandeling:

• Zorgen voor correcte veroudering: Volg de aanbevolen verouderingstemperaturen en -tijden om de gewenste eigenschappen te bereiken. Een goede warmtebehandeling is cruciaal voor het optimaliseren van de prestaties van het materiaal.

Bewerkingsuitdagingen:

• Omgaan met harde plekken: Gebruik hardere gereedschapsmaterialen en pas de snijparameters aan om harde plekken aan te kunnen.
  Inspecteer en slijp gereedschap regelmatig om optimale prestaties te garanderen en slijtage van het gereedschap te verminderen.

12. Toekomstige trends en ontwikkelingen

Vooruitgang in legeringsontwerp:

• Opkomende varianten: Nieuwe soorten precipitatiehardend staal met verbeterde eigenschappen, zoals verbeterde corrosieweerstand en hogere sterkte, worden ontwikkeld.
  Deze verbeteringen zijn bedoeld om het scala aan toepassingen uit te breiden en de prestaties te verbeteren.

Duurzaamheid in de productie:

• Recycling: Toenemende aandacht voor recycling en hergebruik van 17-4PH om de impact op het milieu te verminderen.
  Duurzame productiepraktijken worden steeds belangrijker omdat industrieën ernaar streven om afval en energieverbruik te minimaliseren.
• Resource-efficiënte verwerking: Het optimaliseren van productieprocessen om verspilling en energieverbruik te minimaliseren, waardoor de productie duurzamer en kosteneffectiever wordt.

Uitbreiding van toepassingen:

• Hernieuwbare energie: Toenemend gebruik van windturbines, zonnepanelen, en andere hernieuwbare energietechnologieën, waar duurzaamheid en weerstand tegen zware omstandigheden van cruciaal belang zijn.
• Geavanceerde robotica: Gebruik in uiterst nauwkeurige robotcomponenten en -systemen, waar hoge sterkte en corrosiebestendigheid essentieel zijn voor prestaties op de lange termijn.

13. Conclusie

17-4PH-precipitatiehardend roestvrij staal is een opmerkelijk materiaal dat een hoge sterkte combineert, corrosiebestendigheid, en uitstekende bewerkbaarheid.

Dankzij de veelzijdigheid en duurzaamheid is het een voorkeurskeuze in verschillende industrieën, van lucht- en ruimtevaart tot biomedisch.

Door de eigenschappen ervan te begrijpen, voordelen, en belangrijke overwegingen, fabrikanten kunnen 17-4PH gebruiken om hoogwaardige producten te creëren die voldoen aan de eisen van moderne techniek.

Of u nu een nieuw product ontwerpt of een bestaand product optimaliseert, 17-4PH is een materiaal dat het overwegen waard is vanwege zijn uitzonderlijke prestaties en betrouwbaarheid.

Als je die hebt roestvrij staal verwerkingsbehoeften, neem dan gerust neem contact met ons op.