1. การแนะนำ
การเลือกสิทธิ์ เกรดสแตนเลส มีอิทธิพลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์, อายุยืนยาว, และความคุ้มค่า.
ในบทความนี้, เรานำเสนอเชิงลึก, การเปรียบเทียบที่เชื่อถือได้ระหว่าง 316 (โลหะผสมออสเทนนิติกที่มีค่าสำหรับการต้านทานการกัดกร่อนของมัน) และ 17-4ph (Martensitic, การตกตะกอน - โลหะผสมที่แข็งตัวแล้วมีความแข็งแกร่งสูง).
ผ่านการวิเคราะห์ทางเคมีอย่างเป็นระบบ, คุณสมบัติทางกล, พฤติกรรมการกัดกร่อน, การรักษาความร้อน, และแอพพลิเคชั่นอุตสาหกรรม, วิศวกรจะได้รับความชัดเจนเมื่อใดที่จะระบุแต่ละเกรดเพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุด.
2. องค์ประกอบทางเคมี
| องค์ประกอบ | 316 สแตนเลส (WT -) | 17‑4ph สแตนเลส (WT -) | ฟังก์ชั่นหลัก |
|---|---|---|---|
| Cr | 16.0 –18.0 | 15.0 –17.5 | สร้างฟิล์มแบบพาสซีฟแบบป้องกันเพื่อต้านทานการกัดกร่อนทั่วไปและอุณหภูมิสูง |
| ใน | 10.0 –14.0 | 3.0 –5.0 | ทำให้ออสเทนไนท์มีความเสถียร (ความเหนียว, ความเหนียว); ใน 17‑4ph เอดส์ความทนทาน Martensite โดยเก็บรักษาออสเทนไนต์ไว้ |
| โม | 2.0 –3.0 | - | เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของหลุมและรอยแยกในสภาพแวดล้อมที่อุดมไปด้วยคลอไรด์ |
ลูกบาศ์ก |
- | 3.0 –5.0 | ตกตะกอนในระหว่างการแก่ชราเป็นอนุภาคε - cu ที่สอดคล้องกัน, ส่งมอบความแข็งแรงสูงใน 17‑4ph |
| NB + การหันหน้าเข้าหา | - | 0.15 –0.45 | ก่อตัวเป็นคาร์บอเนตที่ดีที่มีขอบเขตเกรนและโครงสร้าง Martensitic ที่มีเสถียรภาพ |
| มน | ≤2.0 | ≤1.0 | ทำหน้าที่เป็น deoxidizer ในระหว่างการหลอมละลายและทดแทนบางส่วนสำหรับ Ni เพื่อทำให้คงที่ออสเทนไนท์ |
| และ | ≤1.0 | ≤1.0 | ปรับปรุงความต้านทานออกซิเดชั่นในระหว่างการสัมผัสอุณหภูมิสูง |
| ค | ≤0.08 | ≤0.07 | ใน 316 จำกัด เครือข่ายคาร์ไบด์เพื่อป้องกันการแพ้; ใน 17‑4ph ทำให้ความแข็งของ Martensite เทียบกับ. ความเหนียว |
| ส | ≤0.03 | ≤0.03 | ช่วยเพิ่มความสามารถในการใช้ความสามารถในการใช้งานผ่านซัลไฟด์รวม, มีผลกระทบน้อยที่สุดต่อการกัดกร่อน |
3. คุณสมบัติทางกล
พฤติกรรมเชิงกลของเหล็กกล้าไร้สนิมได้รับอิทธิพลอย่างลึกซึ้งจากโครงสร้างจุลภาคและประวัติการรักษาความร้อนของพวกเขา.
316 สแตนเลส, เป็นออสเทนนิติกอย่างเต็มที่, จัดแสดงความเหนียวที่ยอดเยี่ยมและความแข็งแรงปานกลาง,
ในขณะที่ 17-4พีเอช, ในฐานะสแตนเลสสตีลมาร์เทนซิติกที่ตกตะกอน, ให้ความแข็งแรงและความแข็งพิเศษหลังการรักษาอายุ.
ตารางต่อไปนี้เปรียบเทียบคุณสมบัติเชิงกลที่สำคัญภายใต้เงื่อนไขทั่วไป.
ตารางเปรียบเทียบ: คุณสมบัติเชิงกลของ 316 เทียบกับ. 17-4เหล็กกล้าไร้สนิม
| คุณสมบัติ | 316 สแตนเลส (อบอ่อน) | 17-4pH สแตนเลส (H900) | 17-4pH สแตนเลส (H1150) |
|---|---|---|---|
| ความต้านแรงดึง (MPa) | 515–620 | ≥ 1310 | ~ 930 |
| ความแข็งแรงของผลผลิต (0.2%, MPa) | 205–290 | ≥ 1170 | ~ 725 |
| การยืดตัว (%) | ≥ 40 | ~ 10–12 | ~ 16–20 |
| ความแข็ง (HRB/HRC) | HRB 80–95 (≈ HB 150–200) | HRC 40–44 | HRC 28–32 |
| แรงกระแทก (เจ, @rt) | > 160 เจ | ~ 20–30 J | ~ 50–60 J |
| ความแข็งแรงเมื่อยล้า (MPa) | ~ 240 (สำหรับ10⁷รอบ, r = 0.1) | ~ 620 (H900, 10⁷รอบ, r = 0.1) | ~ 450 |
| โมดูลัสความยืดหยุ่น (เกรดเฉลี่ย) | 193 | 200 | 200 |
4. ความต้านทานการกัดกร่อน
ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน, การเลือกวัสดุบานพับเกี่ยวกับวิธีที่โลหะผสมทนต่อการโจมตีเครื่องแบบ, หลุม, ความเครียด - รอยแตกของการกัดกร่อน, และออกซิเดชั่นอุณหภูมิสูง.
ทั่วไป (เครื่องแบบ) การกัดกร่อน
- 316 สแตนเลส
วิศวกรรายงานอัตราการกัดกร่อนด้านล่าง 0.1 มม./ปี ในโซลูชันคลอไรด์ที่เป็นกลาง (3.5 % NaCl ที่ 25 องศาเซลเซียส).
การรวมกันของ 16–18 % CR และ 2–3 % Mo ยังคงรักษาฟิล์มแฝงCr₂o₃/moo₃ที่ขับไล่ทั้งกรดและอัลคาลิส. - 17‑4ph สแตนเลส
ด้วย 15–17.5 % cr แต่ไม่มีโม, 17‑4ph corrodes ที่ประมาณ 0.2 มม./ปี ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน.
แม้ว่าการเพิ่ม CU และ NB ของมันจะช่วยเสริมความต้านทานทั่วไปเล็กน้อย, ไม่สามารถจับคู่ประสิทธิภาพการโจมตีเครื่องแบบของ 316 ได้.
บ่อ & การกัดกร่อนของรอยแยก
- SS316 บรรลุ จำนวนความต้านทานต่อหลุมเทียบเท่า (ไม้) เกี่ยวกับ 24 (Take = Cr + 3.3 โม + 16 เอ็น), ซึ่งยกระดับอุณหภูมิหลุมวิกฤต (CPT) อย่างคร่าวๆ 23 องศาเซลเซียส ในน้ำเค็ม.
- 17-4ph ขาดโม, ดังนั้น pren ของมันจึงใกล้เข้ามา 14, ทิ้ง CPT ให้ประมาณ –2 ° C. เพราะเหตุนี้, 17‑4ph ทนทุกข์ทรมานจากการโจมตีที่มีการแปลในสภาพแวดล้อมคลอไรด์ที่ค่อนข้างอ่อน.
ความเครียด - รอยแตกของการกัดกร่อน (เอสซีซี)
- 316 สแตนเลส
รักษาความต้านทาน SCC ไว้ที่ 60 องศาเซลเซียส ในคลอไรด์ - สื่อการแบกภายใต้แรงดึง. โครงสร้างออสเทนนิติกอย่างเต็มที่และการเริ่มต้นการเริ่มต้นและการแพร่กระจายของฟิล์มแบบพาสซีฟ. - 17‑4ph สแตนเลส
จัดแสดงความไวต่อ SCC ในระดับปานกลางเมื่ออายุสูงกว่า 482 องศาเซลเซียส (H900 - H1025 เงื่อนไข).
อายุมาก, ดังนั้นนักออกแบบจะต้องลดความเครียดแรงดึงหรือระบุเกรดดูเพล็กซ์สำหรับการสัมผัสคลอไรด์อุณหภูมิสูง.
ออกซิเดชั่นอุณหภูมิสูง & การปรับขนาด
- 316 สร้างมาตราส่วน chromia อย่างต่อเนื่องที่ยังคงยึดมั่น 800 องศาเซลเซียส ในบรรยากาศออกซิไดซ์.
เนื้อหา MO ของมันจะทำให้อัตราการเติบโตช้าลง, การทำ 316 เหมาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนประกอบของ Flue - GAS และ FURNACE. - 17-4ph ยังพัฒนาcr₂o₃ที่อุณหภูมิสูง, แต่การหลอมรวมก็มีความสำคัญข้างต้น 600 องศาเซลเซียส.
นักออกแบบจะต้องใช้การเคลือบหรือเลือกโลหะผสมอื่นเมื่อความต้านทานออกซิเดชันเหนือเกณฑ์นี้พิสูจน์ให้เห็นถึงความสำคัญ.
5. การรักษาความร้อน & ความสามารถทำงานได้
พฤติกรรมการรักษาความร้อนและลักษณะการประมวลผลของสตีลสเตนเลส SS316 และ 17-4ph นั้นแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากชั้นเรียนโลหะพื้นฐานของพวกเขา:
316 เป็น เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก, ในขณะที่ 17-4ph เป็น โลหะผสม Martensitic.
ความแตกต่างเหล่านี้มีผลต่อวิธีที่วัสดุแต่ละชนิดสามารถแข็งตัวได้, เกิดขึ้น, รอย, และกลึง.
316 สแตนเลส
316 ไม่สามารถแข็งตัวได้โดยการรักษาด้วยความร้อนเนื่องจากโครงสร้างออสเทนนิติกอย่างเต็มที่. ความแข็งแรงของมันได้รับการปรับปรุงเป็นหลักโดย การทำงานที่เย็น, ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งและแรงดึงด้วยค่าใช้จ่ายของความเหนียว.
เป็นเรื่องปกติ อบอ่อนที่ 1010–1120 ° C, ตามด้วยการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วเพื่อรักษาความต้านทานการกัดกร่อน.
การเชื่อม 316 ค่อนข้างง่าย, ต้องการการรักษาหลังโพสต์-weld น้อยที่สุดเว้นแต่จะใช้ในสภาพแวดล้อมที่สำคัญ.
17-4pH สแตนเลส
17-4พีเอช, ในทางกลับกัน, สามารถชุบแข็งได้อย่างมีนัยสำคัญ การบำบัดความร้อนจากฝนตกตะกอน, ซึ่งเกี่ยวข้องกับ การรักษาวิธีแก้ปัญหา ที่ 1020–1050 ° C ตามด้วย อายุมากขึ้น ที่อุณหภูมิต่างๆ (H900 - H1150).
เงื่อนไขการรักษาความร้อนกำหนดคุณสมบัติสุดท้าย - H900 ให้ความแข็งแรงสูงสุด, ในขณะที่ H1150 ให้ความทนทานและความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีขึ้น.
มันเสนอ ความสามารถในการใช้กลไกที่ยอดเยี่ยมในสภาพที่ได้รับการแก้ปัญหา, และแม้ว่าจะเชื่อมได้, อายุโพสต์-weld เป็นสิ่งจำเป็นในการคืนค่าคุณสมบัติเชิงกล.
ตารางเปรียบเทียบ: การรักษาความร้อน & ความสามารถทำงานได้
| คุณสมบัติ | 316 สแตนเลส | 17-4pH สแตนเลส |
|---|---|---|
| ประเภทการบำบัดความร้อน | การหลอม (ไม่แข็ง) | การรักษาด้วยสารละลาย + การตกตะกอน |
| กลไกการชุบแข็ง | ทำงานเย็นเท่านั้น | การตกตะกอนการชุบแข็ง (H900 - H1150) |
| อุณหภูมิการหลอมทั่วไป. | 1010–1120 ° C | 1020–1050 ° C (วิธีแก้ปัญหา) |
| อุณหภูมิสูงขึ้น | ไม่มี | 480 ° C (H900) ถึง 620 ° C (H1150) |
| การรักษาความร้อนหลังการเชื่อม | มักจะไม่จำเป็น | จำเป็นต้องฟื้นฟูความแข็งแรงและความแข็ง |
| ความสามารถในการแปรรูป (สถานะการแก้ปัญหา) | ปานกลาง | ดี |
| ความสามารถในการเชื่อม | ยอดเยี่ยมด้วยโลหะฟิลเลอร์ออสเทนนิติกมาตรฐาน | ดี, แต่ต้องมีอายุโพสต์-weld |
| ความสามารถในการขึ้นรูป | ยอดเยี่ยม (การวาดภาพลึก, ดัด) | ยุติธรรมถึงปานกลาง (ความเหนียว จำกัด เมื่ออายุมากขึ้น) |
6. การใช้งาน & กรณีการใช้งานในอุตสาหกรรม
316 สแตนเลส - การใช้งานหลัก
- มารีน อุตสาหกรรม: เหมาะสำหรับส่วนประกอบที่สัมผัสกับน้ำทะเลเช่นปั๊ม, วาล์ว, รัด, และฮาร์ดแวร์ทางทะเลเนื่องจากความต้านทานต่อการกัดกร่อนคลอไรด์ที่ยอดเยี่ยม.
- การแปรรูปทางเคมี: ใช้กันทั่วไปในอุปกรณ์จัดการกรด, รถถัง, ท่อ, และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ความต้านทานการกัดกร่อนเป็นสิ่งสำคัญ.
- อาหาร & อุตสาหกรรมเครื่องดื่ม: ที่ต้องการสำหรับอุปกรณ์ประมวลผลสุขาภิบาลเช่นสายพาน, ถังผสม, และท่อที่ต้องถูกสุขลักษณะ, พื้นผิวที่ทำความสะอาดง่าย.
- เกี่ยวกับเภสัชกรรม & สาขาการแพทย์: ใช้ในเครื่องมือผ่าตัด, ส่วนประกอบที่ผ่านการฆ่าเชื้อ, และอุปกรณ์การแพทย์ที่ไม่ได้ใช้งานเนื่องจากความเข้ากันได้ทางชีวภาพและความต้านทานการกัดกร่อน.
- สถาปัตยกรรม & การก่อสร้าง: ใช้ในส่วนหน้าอาคาร, ราวบันได, และการติดตั้งในสภาพแวดล้อมชายฝั่งหรือเมืองที่ต้องการความทนทานต่อสุนทรียศาสตร์และความต้านทานการกัดกร่อน.
17-4pH สแตนเลส - แอปพลิเคชันหลัก
- การบินและอวกาศ & การบิน: ใช้กันอย่างแพร่หลายในส่วนประกอบโครงสร้าง, รัด, ชิ้นส่วนเกียร์ลงจอด, และส่วนประกอบเครื่องยนต์กังหันเนื่องจากอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง.
- น้ำมัน & อุตสาหกรรมก๊าซ: เหมาะสำหรับเครื่องมือ downhole, เพลา, และวาล์วแรงดันสูงที่ต้องการความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อนในระดับปานกลาง.
- เครื่องมืออุตสาหกรรม: ใช้ในแม่พิมพ์, ตาย, และชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่แม่นยำซึ่งความแข็ง, ความต้านทานการสึกหรอ, และความเสถียรของมิติเป็นสิ่งจำเป็น.
- ภาคพลังงาน: ใช้ในระบบพลังงานนิวเคลียร์และกังหันลมสำหรับส่วนประกอบที่สัมผัสกับความเครียด, ความร้อน, และสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนปานกลาง.
7. เกรดเทียบเท่า
ทำความเข้าใจกับเกรดที่เทียบเท่าของ 316 เทียบกับ. 17-4พีเอช สแตนเลสสตีลเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเลือกวัสดุที่เหมาะสมในมาตรฐานสากลที่แตกต่างกัน, สร้างความมั่นใจในความเข้ากันได้ทั่วโลกและความยืดหยุ่นในการจัดหา.
| มาตรฐาน | 316 สแตนเลสเทียบเท่า | 17-4pH สแตนเลสสตีลเทียบเท่า |
|---|---|---|
| หมายเลข UNS | S31600 | S17400 |
| มาตรฐาน ASTM | a240 (แผ่น/แผ่น), A276 (บาร์), A312 (ท่อ) | A564 (กึ่งสำเร็จรูป), A693 (บาร์), A705 (ท่อเชื่อม) |
| ใน (ยุโรป) | 1.4401 (x5crnimo17-12-2) | 1.4542 (x5crnicunb16-4) |
| เขา (ญี่ปุ่น) | SUS316 | sus630 |
| กิกะไบต์ (จีน) | 0cr17ni12mo2 | 06Cr17Ni4Cu4Nb |
| จาก (เยอรมนี) | x5crnimo17-12-2 | x5nicunb16-4 |
8. การเปรียบเทียบที่ครอบคลุมของ 316 เทียบกับ. 17-4เหล็กกล้าไร้สนิม
| ด้าน | 316 สแตนเลส | 17-4pH สแตนเลส |
|---|---|---|
| โครงสร้างจุลภาค | ออสเตนนิติก (เอฟซีซี) | มาร์เทนซิติก + การตกตะกอนแข็งตัว |
| ความต้านแรงดึง | 485–620 MPa (อบอ่อน) | 930–1300 MPa (อายุมากขึ้น) |
| ความแข็ง | มากถึง ~ 95 HRB | ขึ้นไป 44 เหล็กแผ่นรีดร้อน |
| ความต้านทานการกัดกร่อน | ยอดเยี่ยม, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในคลอไรด์ | ปานกลาง, ทนต่อหลุมได้น้อยลง |
| ความเหนียว | สูง (>40% การยืดตัว) | ปานกลาง (8-15% การยืดตัว) |
| การรักษาความร้อน | การหลอมเท่านั้น | การรักษาด้วยสารละลาย + ริ้วรอยก่อนวัย |
| ความสามารถในการเชื่อม | ยอดเยี่ยม | ต้องใช้การรักษาความร้อนหลังการทำงาน |
| การใช้งานทั่วไป | มารีน, เคมี, ทางการแพทย์, การแปรรูปอาหาร | การบินและอวกาศ, น้ำมัน & แก๊ส, เครื่องมือ |
| ค่าใช้จ่าย | ปานกลาง | สูงกว่า |
9. บทสรุป
สรุปแล้ว, 316 สแตนเลส ส่องแสงที่ความต้านทานการกัดกร่อน, ความสามารถในการขึ้นรูป, และประสิทธิภาพด้านต้นทุนมีความสำคัญมากที่สุด.
ในทางกลับกัน, 17‑4ph สแตนเลส เก่งในความแข็งแกร่ง - วิกฤต, แอปพลิเคชั่นที่อ่อนล้าที่มีความอ่อนไหวซึ่งนักออกแบบสามารถจัดการความต้องการการรักษาความร้อนและความต้องการการผลิตที่ต้องการมากขึ้น.
โดยการชั่งน้ำหนักความก้าวร้าวด้านสิ่งแวดล้อม, โหลดเชิงกล, และข้อ จำกัด การผลิต,
วิศวกรสามารถเลือกเกรดที่ดีที่สุดได้อย่างมั่นใจ - มีความมั่นใจในความน่าเชื่อถือของส่วนประกอบ, ผลงาน, และมูลค่าวงจรชีวิต.
นี้ เป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบสำหรับความต้องการด้านการผลิตของคุณหากคุณต้องการคุณภาพสูง สแตนเลส การหล่อ.
คำถามที่พบบ่อย:
อะไรคือความแตกต่างหลักระหว่าง 316 เทียบกับ. 17-4เหล็กกล้าไร้สนิม?
316 เป็นสแตนเลสสตีลออสเทนนิติกที่รู้จักกันดีในเรื่องความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมและความเหนียวสูง,
ในขณะที่ 17-4ph เป็นสแตนเลสสตีลที่ตกตะกอนมาร์เทนซิติกให้ความแข็งแรงและความแข็งที่เหนือกว่า แต่ความต้านทานการกัดกร่อนในระดับปานกลาง.
โครงสร้างจุลภาคของพวกเขา, คุณสมบัติทางกล, และข้อกำหนดด้านการรักษาความร้อนแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ.
สแตนเลสตัวไหนมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีกว่า?
316 สแตนเลสมีประสิทธิภาพสูงกว่า 17-4ph ในความต้านทานการกัดกร่อน, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในคลอไรด์ที่อุดมไปด้วย, ทะเล, และสภาพแวดล้อมทางเคมี, ส่วนใหญ่เกิดจากเนื้อหาโมลิบดีนัม.
17-4pH มีความต้านทานการกัดกร่อนในระดับปานกลางและอาจต้องมีการเคลือบป้องกันในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว.
สแตนเลสสตีล 17-4ph สามารถเปลี่ยนได้หรือไม่ 316 ในทุกแอปพลิเคชัน?
เลขที่. ในขณะที่ 17-4ph ให้ความแข็งแรงและความแข็งสูงขึ้น, มันไม่ตรงกับความต้านทานการกัดกร่อนและความเหนียวของ 316.
เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงเชิงกลสูงและความต้านทานการกัดกร่อนในระดับปานกลาง, เช่นการบินและอวกาศหรือน้ำมัน & ส่วนประกอบก๊าซ, แทนที่จะใช้ทางทะเลหรือการแปรรูปอาหาร.
สแตนเลสไหนง่ายต่อการใช้เครื่องจักร?
17-4pH นั้นง่ายต่อการใช้เครื่องหลังการแก้ปัญหาเนื่องจากความแข็งต่ำกว่าในขั้นตอนนั้น. 316 มีแนวโน้มที่จะทำงานแข็งอย่างรวดเร็วในระหว่างการตัดเฉือน, ทำให้การตัดอย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น.
ค่าใช้จ่ายของ 316 เทียบกับ. 17-4pH เปรียบเทียบ?
โดยทั่วไป, 17-4ค่า pH สแตนเลสมีค่าใช้จ่ายมากขึ้นเนื่องจากองค์ประกอบการผสมที่ซับซ้อนและกระบวนการบำบัดความร้อน.
316 ประหยัดกว่าสำหรับการใช้งานที่จัดลำดับความสำคัญการต้านทานการกัดกร่อนและการสร้าง.
เป็นแม่เหล็กสแตนเลส 17-4ph?
ใช่, 17-4pH แสดงคุณสมบัติแม่เหล็กเนื่องจากโครงสร้าง martensitic, ในทางตรงกันข้าม 316 สแตนเลสโดยทั่วไปจะไม่เป็นแม่เหล็กในสภาพที่อบอ่อน.
