1. 介绍
17-4pH不锈钢以其高强度的令人印象深刻的结合而闻名, 耐用性, 和耐腐蚀性, 在航空航天等苛刻的行业中，它成为宝贵的资产, 医疗的, 汽车, 和石油和天然气.
这种独特的合金, 能够承受恶劣的环境和压力, 已经成为工程师和制造商的首选.
在本文中, 我们将深入探讨这些属性, 好处, 申请, 和17-4ph不锈钢的实际考虑.
到最后, 您会理解为什么这种合金是现代制造业中用途最广泛的材料之一.
2. 什么是17-4ph降水硬化不锈钢?
17-4pH不锈钢, 也称为UNS S17400, 是马氏体, 降水硬合金.
与传统不锈钢不同, 它通过独特的衰老过程实现了力量和硬度, 这可以在压力下增强其耐用性和弹性.
化学分析
重量 % (除非另有表示范围，否则所有值都是最大的)
| 铬 | 15.0 最小值17.5. | 磷 | 0.04 |
| 镍 | 3.0 Min.-5.0最大. | 硫 | 0.03 |
| 铜 | 3.0 Min.-5.0最大. | 硅 | 1.0 |
| 碳 | 0.07 | Nobium Plus tantalum | 0.15 Min.-0.45最大. |
| 锰 | 1.0 | 铁 | 平衡 |
降水硬化过程
17-4pH经历了独特的衰老过程, 最初对解决方案处理的位置, 然后在不同的温度下老化 (900°F至1150°F) 达到不同的硬度水平.
这个过程, 称为“老化”或“降水硬化,”允许制造商对特定应用微调其属性.
质量标准
17-4pH符合严格的标准, 包括AMS 5643, ASTM A564, 并来自 1.4542.
这些质量标准确保17-4PH始终在各种高压力环境中提供可靠性和耐用性.
所有等级比较
| 从 | ASTM | 在 | 我们 | afnor | CNU | GB |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.4542 | 年级 630(AMS 5604b) | x5crnicunb 16-4 | S17400 | Z5 | 17-4ph | 0CR17NI4CU4NB |
3. 处理服务
冶炼选项
1 EAF: 电弧炉
2 EAF+LF+VD: 精炼和真空脱气
3 EAF+ESR: 电矿石的恢复
4 EAF+PESR: 防护气氛恢复电矿石
5 VIM+PESR: 真空感应熔化
成立选项
1 热滚动过程
2 热锻造: 电探; 高速熔融; 石油湿气; 精确锻炼
热处理选项
1 +一个: 退火 (全/软/球体化)
2 +n: 归一化
3 +nt: 归一化和矫正
4 +QT: 淬火和脾气暴躁 (水/油)
5 +在: 解决方案退火
6 +p: 降水硬化
表面选项
1 黑色表面
2 接地: 明亮但粗糙; 不准确
3 板的加工: 明亮而精确; 小疤痕
4 去皮/转身: 明亮而精确; 小疤痕
5 抛光: 非常明亮和精确的大小; 不转疤
其他服务
1 切割: 小块
2 CNC机器: 制作您的图纸
3 包裹: 裸露/尼龙/画布/木制
4 支付: t/t, L/c, o/a(请求信用)
5 运输: FOB / CF / CIF / DDP / DDP (火车/船/空气)
4. 机械性能
| 交付条件 | 电阻率(microhm-cm) | 弹性模量(GPA) | 刚度的模量(GPA) | 拉伸强度RM (MPA) | 产量强度RP0.2 (MPA) | 伸长 % 在2英寸 (50.8 毫米) | 减少面积 (%) | 硬度 (HRC) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 一个(退火) | 98 | 196 | 77.2 | 1030 最小 | 760 最小 | 8 | / | 33 最大限度 |
| h 900 | 77 | 196 | 77.2 | 1310 最小 | 1170 最小 | 10 | 40 | 40-47 |
| H925 | / | / | / | 1170 最小 | 1070 最小 | 10 | 44 | 38-45 |
| H1025 | / | / | / | 1070 最小 | 1000 最小 | 12 | 45 | 35-42 |
| H1075 | 80 | 196 | 77.2 | 1000 最小 | 860 最小 | 13 | 45 | 31-39 |
| H1150 | 86 | 196 | 77.2 | 930 最小 | 725 最小 | 16 | 50 | 28-37 |
5. 17-4ph降水硬化不锈钢的关键特性
17-4pH不锈钢是一种多功能且高性能的材料，以其机械和物理特性的独特组合而闻名.
这是使17-4PH成为各种工业应用中首选选择的关键属性:
高力量
- 抗拉强度: 到 180,000 psi (1241 MPA)
- 产生强度: 到 150,000 psi (1034 MPA)
- 硬度: 到 48 HRC (洛克韦尔C量表)
解释: 17-4pH通过降水的过程实现了高强度.
此过程涉及解决方案处理, 淬火, 并使材料老化, 在矩阵内形成细节, 显着增强材料的力量.
这使得17-4PH非常适合需要高负载能力和结构完整性的应用.
耐腐蚀性
- 铬含量: 15-17%
- 镍含量: 3-5%
- 铜含量: 3-5%
解释: 17-4PH中的高铬含量具有极好的耐腐蚀性, 特别是在暴露于化学物质的环境中, 咸水, 和其他腐蚀剂.
镍和铜的存在进一步增强了其对凹痕和缝隙腐蚀的阻力, 使其适用于海洋和化学加工应用.
出色的可加工性和可焊性
- 可加工性: 17-4与其他高强度不锈钢相比，pH相对易于加工.
- 可焊性: 可以使用各种技术焊接, 包括提格, 我, 和电子梁焊接.
解释: 材料的可加工性通过溶液处理的条件中的中等硬度增强, 使用标准加工工具更容易剪切和塑形.
此外, 17-4pH可以有效焊接, 确保牢固耐用的关节, 这对于许多工业应用至关重要.
耐热性
- 温度范围: 在高达600°F的高温下保持其强度和特性 (316°C).
解释: 17-4pH即使在高温下也保留其机械性能, 使其适用于在高温环境中的应用，例如发动机组件和排气系统.
该属性在承受重大热应力的行业中特别有价值.
磁性特性
- 磁性:
解释: 17-4pH在硬化状态下具有磁性, 这对于某些应用可能是有利的, 例如磁传感器和执行器.
该属性增加了其多功能性，可以在各种工业环境中利用.
疲劳性抗性
- 疲劳强度: 高疲劳性抗性, 使其适用于循环加载应用.
解释: 17-4pH表现出高疲劳阻力, 这意味着它可以承受重复的应力周期而不会失败.
此属性对于经常加载和卸载的组件至关重要, 例如航空航天和汽车应用.
戴阻力
- 戴阻力: 良好的耐磨性和磨损性.
解释: 17-4ph的高硬度和强度有助于其出色的耐磨性.
该属性在构成摩擦和磨损的应用中特别有益, 例如轴承和齿轮.
维稳定性
- 稳定: 热处理后保持尺寸稳定性.
解释: 适当的热处理可确保17-4PH保持其尺寸, 对于精确组件至关重要.
此属性减少了热处理后对额外加工的需求, 节省时间和成本.
生物相容性
- 生物相容性: 适用于生物医学应用.
解释: 17-4由于其生物相容性和耐腐蚀性，pH通常用于生物医学应用.
它用于手术器械, 植入物, 和其他医疗设备，该设备必须安全且对体液不反应.
6. 使用17-4PH不锈钢的好处
17-4pH不锈钢结合强度, 耐腐蚀性, 和易于处理, 使其成为许多苛刻行业的首选.
这就是为什么它脱颖而出:
各行业的多功能性
从航空航天到医疗和海洋应用, 17-4PH的强大特性使其可以在各种具有挑战性的环境中执行.
它的适应性使其成为高强度和可靠性至关重要的部门的资产.
耐久性和耐腐蚀性
合金对应力腐蚀开裂具有高度抗性, 特别是在氯化物富含环境中.
这种耐用性转化为持久的零件, 降低维护成本并延长关键组件的寿命, 特别是在海洋和化学工业中.
具有成本效益的解决方案
具有高强度和出色的可加工性, 17-4pH可以生产较薄, 较轻的组件, 降低材料成本.
它的简单可加工性也降低了生产成本, 使长期使用变得经济.
有效的热处理
17-4pH可以快速热处理, 这意味着制造商可以快速调整其强度和硬度.
调整特性的这种灵活性有助于加快生产并减少交货时间.
维护低
由于其耐腐蚀性, 用17-4ph制成的零件需要最小的维护, 在停机时间昂贵的行业中，这是有利的.
它在恶劣条件下的耐用性可以最大程度地减少维修和更换的需求.
加工中的高精度
合金的可加工性, 尤其是在硬化的状态, 支持复杂组件的精确创建.
这使其适用于具有紧密公差的零件, 例如手术仪器和航空航天组件.
7. 17-4ph不锈钢的应用
- 航天: 结构成分, 紧固件, 以及需要高强度和耐腐蚀性的零件.
- 生物医学: 手术器械, 植入物, 和需要强大且具有生物相容性的手动工具.
- 化学处理: 泵, 阀, 和必须承受腐蚀化学物质的管道系统.
- 食品过程设备: 食品加工厂的机械和组件, 耐卫生和耐腐蚀性至关重要的地方.
- 闸阀: 需要耐用性和可靠性的高压和高温阀成分.
- 机械组件: 轴, 齿轮, 以及其他需要承受高负荷和压力的机械零件.
- 油气生产: 箔, 直升机甲板平台, 以及在恶劣环境中运行的其他设备.
- 纸浆和纸: 需要抵抗腐蚀化学物质和高温的造纸厂设备和机械.
8. 17-4pH不锈钢热处理和制造
解决方案处理 (条件)
过程:
- 加热: 将材料加热到1700°F (927°C).
- 淬火: 通过在水或油中淬火来快速冷却材料.
- 结果: 此过程导致柔软的延性条件, 使材料适合形成和加工.
冷工作
过程:
- 工作硬化: 对材料进行冷工作，例如滚动, 绘画, 或冲压.
- 结果: 寒冷的工作增加了材料的强度和硬度, 使其适用于高强度应用.
热形成
过程:
- 加热: 将材料加热到1800°F和2000°F之间的温度 (982°C至1093°C).
- 成型: 材料处于炎热状态时塑造材料.
- 冷却: 让材料逐渐冷却.
- 结果: 热成型可以创建复杂的形状和大型组件, 经常用于航空航天和重型机械应用.
退火
过程:
- 加热: 将材料加热到1500°F和1600°F之间的温度 (816°C至871°C).
- 冷却: 慢慢冷却材料.
- 结果: 退火减轻内部应力并改善延展性, 增强材料的外形性并降低随后操作期间开裂的风险.
硬化
过程:
- 老化治疗:
-
- 900°f (482°C): 年龄的材料 2 小时, 其次是空气冷却.
- 1050°f (566°C): 年龄的材料 2 小时, 其次是空气冷却.
- 1100°f (593°C): 年龄的材料 2 小时, 其次是空气冷却.
- 结果: 老化治疗达到不同的力量水平, 允许材料根据特定的应用要求量身定制.
例如, 在1100°F处老化 (593°C) 可以导致拉伸强度 180,000 psi (1241 MPA).
焊接
技术:
- 提格 (钨惰性气) 焊接: 适合精确和干净的焊缝.
- 我 (金属惰性气体) 焊接: 更快，更有效地用于较大的组件.
- 电子束焊接: 最小的热影响区域的深层和窄焊缝的理想选择.
- 激光焊接: 提供高精度和低热量输入.
考虑因素:
- 预热: 将材料预热至150-250°F (65-121°C) 降低破裂的风险.
- 低热量输入: 使用低热量输入来最大程度地减少失真和残余应力.
- 焊后热处理: 执行焊后热处理以减轻残留应力并确保强大, 耐用的关节.
可加工性
尖端:
- 工具选择: 使用高速钢 (HSS) 或碳化物工具以进行最佳性能.
- 冷却液: 涂抹足够的冷却液以减少热量并延长工具寿命.
- 切割参数: 调整切割速度和进料以处理硬斑并保持工具清晰度.
- 工具维护: 定期检查并磨练工具以确保最佳性能并降低工具磨损.
优化CNC加工:
- 饲料率: 使用适当的饲料率来平衡生产力和工具寿命.
- 主轴速度: 调整主轴速度以匹配材料的硬度和工具的功能.
- 工具几何形状: 选择具有正确几何形状的工具来处理材料的硬度并减少摩擦.
表面饰面
抛光:
- 过程: 使用磨料材料和抛光化合物来实现光滑有光泽的表面.
- 结果: 抛光可增强材料的外观并降低表面粗糙度, 改善其耐腐蚀性.
涂层:
- 类型: 电镀, 粉末涂料, 和油漆.
- 好处: 涂料可提供额外的保护，以防止腐蚀并增强材料的外观和耐用性.
9. 加工和制造考虑
可加工性:
- 尖端: 使用高速钢 (HSS) 或碳化物工具, 涂抹充足的冷却液, 并保持锋利的工具边缘以减少磨损并改善表面饰面.
调整切割参数以处理硬斑并保持工具清晰度.
焊接技术:
- 最佳实践: 预热至150-250°F (65-121°C), 使用低热量输入, 并进行焊后热处理以减轻残留应力并防止破裂.
适当的焊接技术可确保强大可靠的关节.
热处理和失真控制:
- 管理热扩展: 使用固定装置和支持在热处理期间最大程度地减少失真.
逐渐加热和冷却可以帮助减少热应力并保持尺寸准确性.
10. 与其他不锈钢进行比较
304 和 316 不锈钢:
- 力量: 17-4与 304 和 316 不锈钢.
- 耐腐蚀性: 316 由于其钼含量，提供耐腐蚀性稍好, 但是17-4PH可以很好地平衡强度和耐腐蚀性.
- 成本: 17-4pH通常更昂贵，但在苛刻的应用中提供更好的性能, 从长远来看.
其他降水等级:
- 15-5ph: 更高的力量和更好的韧性, 适用于航空航天和防御中的高强度应用.
- 13-8ph: 强度和耐腐蚀性的优秀组合, 用于航空航天和化学处理.
13-8与17-4ph相比.
11. 共同的挑战和解决方案
对压力腐蚀破裂的敏感性 (SCC):
- 减轻: 避免使用氯化物富裕的环境, 使用适当的热处理, 并保持适当的表面饰面. 定期检查和维护可以帮助防止SCC.
热处理要求:
- 确保正确的衰老: 遵循建议的衰老温度和时间以达到所需的特性. 适当的热处理对于优化材料的性能至关重要.
加工挑战:
- 处理硬斑: 使用更硬的工具材料并调整切割参数来处理硬斑.
定期检查并磨练工具以确保最佳性能并降低工具磨损.
12. 未来趋势和发展
合金设计的进步:
- 新兴变体: 具有改善性能的新等级降水钢钢, 例如增强的耐腐蚀性和更高的强度, 正在开发.
这些进步旨在扩大应用程序的范围并提高性能.
制造业的可持续性:
- 回收: 增加关注回收和重复使用17-4ph以减少环境影响.
随着行业努力最大程度地减少废物和能源消耗，可持续制造实践变得越来越重要. - 资源有效的处理: 优化生产过程以最大程度地减少废物和能耗, 使制造更具可持续性和成本效益.
申请扩展:
- 可再生能源: 风力涡轮机的使用日益, 太阳能电池板, 和其他可再生能源技术, 耐用性和对恶劣环境的抵抗至关重要的地方.
- 高级机器人技术: 高精度机器人组件和系统的利用, 高强度和耐耐耐药性对于长期性能至关重要.
13. 结论
17-4pH降水硬化不锈钢是一种杰出的材料，结合了高强度, 耐腐蚀性, 和出色的可加工性.
它的多功能性和耐用性使其成为各个行业的首选选择, 从航空航天到生物医学.
通过了解其特性, 好处, 和关键考虑, 制造商可以利用17-4ph的速度来创建满足现代工程需求的高性能产品.
无论您是设计新产品还是优化现有产品, 17-4pH是值得考虑的材料，其出色的性能和可靠性.
