فولاد رسوب سخت PH 17-4 17_4PH
فولاد PH 4-17 یک فولاد زنگ نزن رسوب سخت شونده و مقاوم به خوردگی است که، ترکیب شیمیایی آن حاوی مقادیری کروم و مس است. در جاهایی که به استحکام بالا و مقاومت به خوردگی متوسط نیاز است استفاده از این فولاد رایج می‌باشد. گرید PH 4-17، یکی از آلیاژهای رایج از گروه آلیاژهای رسوب سخت شونده زنگ نزن می‌باشد که، استحکام و سختی خود تا حدود 572 درجه فارنهایت حفظ می‌کند. این آلیاژ در تمام حالت‌های عملیات حرارتی مقاومت به خوردگی خوبی از خود نشان می‌دهد.
مقاومت به خوردگی این فولاد دراتمسفر و در محیط حاوی نمک رقیق مشابه فولادهای 304 و 430 است.این فولاد با انجام عملیات حرارتی در دماهای مختلف خواص متعددی را به دست می‌آورد. خواص مکانیکی این فولاد با استفاده از عملیات حرارتی بهینه‌سازی شده و به استحکام تسلیم ksi180 دست می‌یابد. استفاده از این فولاد در دماهای پایین‌تر از 572 درجه فارنهایت یا در دماهای بسیار پایین توصیه نمی‌شود.
ترکيب شيميايی فولاد زنگ نزن رسوب سختPH 17-4 17_4PH
ron
Fe
Balance |
Chromium
Cr
15/50-17/50 |
Copper
Cu
3/00-5/00 |
Nickel
Ni
3/00-5/00 |
Manganese
Mn
1/00 |
Niobiom
Nb
0/15-0/45 |
Silicon
Si
1/00 |
Carbon
C
0/07 |
Phosphorus
P
0/04 |
Sulfur
S
0/03 |
خواص مکانيکی فولاد زنگ نزن رسوب سخت PH 17-4 17_4PH
| سختي (HB) |
مدول الاستيک (GPa) |
درصد تغيير طول در 50 ميلي‌متر (2 اينچ) |
استحکام تسليم (MPa) |
استحکام کششي (MPa) |
| 325 |
200 |
12 |
1000 |
1170 |
خواص فیزیکی فولاد زنگ نزن رسوب سخت PH 17-4 17_4PH
| چگالی فولاد 17/4PH (g/cm3) |
مقاومت الکتریکی (m.Ωn) |
نقطه ذوب (ºC) |
(J/Kg.K) ظرفیت گرمایی ویژه |
| 8 |
800 |
1300-1390 |
450 |
خواص خوردگی فولاد زنگ نزن رسوب سخت PH 17-4 17_4PH
- در اکثر موارد قابل مقایسه با آلیاژ 304 است.
- مقاومت در برابر خوردگی بهتر از هر فولاد زنگ نزن رسوب سخت شونده استاندارد است.
- مقاوم در برابر خوردگی در برخی از صنایع شیمیایی، نفت، لبنیات و صنایع غذایی.
- در صورتی که در معرض آب راکد دریا قرار گیرد، مستعد خوردگی شیاری یا حفره ای می گردد.
| تيزاب سلطانی |
هيدروژن سولفيد
(H2S) |
اسيد فرميک
(HCOOH) |
اسيد استيک
(CH3COOH) |
کلر
(-Cl) |
آب دريا
(3/5%NaCl) |
اسيد نيتريک
(HNO3) |
اسيد فسفريک
(H3PO4) |
اسيد هيدروفلوئوريک
(HF) |
اسيد هيدروکلريک
(HCl) |
اسيد سولفوريک
(H2SO4) |
| قابل قبول |
خوب |
خوب |
خوب |
خوب |
- |
خوب : تا غلظت 10%:
متوسط:
10% تا 30%
قابل قبول
30% تا 100% |
خوب :
قابل قبول
در غلظت پایین |
نامناسب
تا غلظت 20%: قابل قبول |
وابسته به شرایط |
وابسته به شرایط |
خواص حرارتی و اکسیداسیون فولاد زنگ نزن رسوب سخت PH 17-4 17_4PH
- مقاومت بسیار خوب در برابر اکسیداسیون تا حدود 1100 درجه فارنهایت.
- قرار گرفتن در دمای بالا در طولانی مدت می تواند موجب کاهش چقرمگی در شرایط رسوب سخت شده گردد.
| حداکثر دمای کاری فولاد ºC ،17/4PH |
ضريب هدايت حرارتی فولاد 17/4PH، W/m.K |
ضریب انبساط حرارتی، m/K/µm |
پیوسته
300 |
ناپیوسته
316 |
18/3 |
10/8 |
استانداردهای فولاد زنگ نزن رسوب سختPH 17-4 17_4PH
| نام‌های ديگر |
ASTM |
AMS |
UNS |
EN Chemical Designation |
EN Numeric Designation
(DIN) |
AISI |
| SAE: J467 |
A564
A693
A705 |
5342
5343
5344
5355
5604
5622
5643
5825
|
S17400 |
X5CrNiCuNb16-4 |
1.4542
1.4548
1.4549 |
630 |
ويژگی‌های کليدی فولاد زنگ نزن رسوب سختPH 17-4 17_4PH
فولاد زنگ نزن (استیل) رسوب سخت PH 17-4 17_4PH
این آلیاژ یک فولاد زنگ نزن پیر سخت شونده و رسوب سخت شونده مارتنزیتی است که، خواص خوبی همچون استحکام بالا و مقاومت به خوردگی عالی دارد. این گرید از طریق عملیات دما پایین تک مرحله‌ای قابلیت سخت شوندگی دارد.
شکل‌دهی فولاد رسوب سخت PH 17-4 17_4PH
عملیات شکل‌دهی گرم فورج شامل، حرارت دهی یکنواخت به دمای 2150-2200 درجه فارنهایت و 30 دقیقه به ازای هر اینچ است. درجه حرارت بهینه برای شکل دهی گرم در دمای 650-900 درجه فارنهایت است، در حالی که فولاد هنوز آستنیتی است. برای اطمینان از بهترین شرایط برای عملیات استحکام دهی، فرآیند فورج باید در دمای 1875-1925 درجه فارنهایت مجددا تحت عملیات حرارتی قرار گیرد. فورج سرد زیر دمای 90 درجه فارنهایت برای اطمینان از ریزدانه سازی انجام شود.
عملیات شکل‌دهی سرد آلیاژ 17-4 محدود است ، زیرا در شرایط آنیل شده (عملیات حل سازی) ماده استحکام بالایی دارد. برای کارهای سرد شدید، آلیاژ باید تحت عملیات حرارتی H1150 قرار گیرد. این کار به جلوگیری از ترک خوردگی احتمالی کمک می کند. شعاع خمشی بیش از 7T اغلب مورد نیاز است. برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی پس از شکل دهی سرد، پیرسازی مجدد در دمای رسوب سختی توصیه می شود.
ماشینکاری فولاد رسوب سخت PH 17-4 17_4PH
می تواند در هر دو حالت آنیل حل سازی شده و رسوب سخت شده ماشینکاری شود. شرایط ماشینکاری ممکن است با سختی مواد تغییر کند.
ابزارهای ماشینکاری با سرعت بالا و یا ترجیحا ابزار از جنس کاربید با روانکاری استاندارد به طور معمول استفاده می شود .
عملیات حرارتی فولاد رسوب سخت PH 17-4 17_4PH
آلیاژ 17-4 PH از دسته موادی است که، سخت سازی آن به وسیله‌ی عملیات محلولی حرارتی در بازه دمایی 480 الی 620 درجه سانتیگراد به مدت یک ساعت (بسته به دما) و سپس سرد شدن در هوا انجام می‌شود.
- عملیات حرارتی محلولی: شامل حرارت‌دهی در دمای 1040 درجه سانتیگراد و سپس سرد کردن تا دماهای پایین‌تر از 32 درجه سانتیگراد برای کامل شدن تبدیل مارتنزیتی است. قسمت‌های با ضخامت کمتر از 3 اینچ را در محلول‌های مناسب کوئنچ می‌شود، بخشهایی که ضخامت بیشتر از 3 اینچ دارند، باید مرتبا در هوا سرد شوند. به دلیل احتمال وقوع خوردگی تنشی قطعات نباید در شرایط محلولی مورد استفاده قرار بگیرند.
- پیر سختی: برای دستیابی به سختی H900 ، فولاد در دمای 480 درجه سانتیگراد به مدت یک ساعت حرارت دیده و سپس در هوا سرد می‌شود. برای سختی‌های بالاتر عملیات حرارتی محلولی در دمای مناسب ( معمولا 8 درجه سانتیگراد) به مدت 4 ساعت انجام شده و سپس در هوا سرد می‌شود.
جوش‌پذیری فولاد رسوب سخت PH 17-4 17_4PH
این آلیاژ قابلیت جوشکاری با استفاده از تکنیک های جوشکاری ذوبی و گاز محافظ یا مقاومتی را دارد. نباید با اکسی استیلن جوشکاری شود. به طور کلی پیش گرم نیاز ندارد. دمای بین پاس های جوشکاری باید به 248 درجه فارنهایت محدود شود. پس از عملیات حرارتی پس از جوشکاری چقرمگی بالاتر در منطقه جوش حاصل می شود.
سوال: آیا پس از انجام عملیات سرمایشی (Cyrogenic Treatment) بر روی فولاد رسوب سخت 17/4PH خواص متریال تغییری می‌کند؟
جواب: برای این‌کار باید دمای شروع مارتنزیت شدن را به محاسبه کنی برای این فولاد
سوال: دلیل خوردگی Pitting و ترک خوردگی سطحی بعد از نیتروژندهی فولاد ریخته‌گری رسوب سخت 17/4PH چیست؟
جواب: فولاد زنگ‌نزن ریخته‌گری شده 17/4PH بسته به نرخ سرمایش ریخته‌گری حدود 2 الی 10 درصد فریت دلتا دارد. جدایش مقداری مس در ناحیه بین‌دندریتی قابل پیش‌بینی است. ناهمگن بودن ریزساختار یا ترکیب فولاد ریخته‌گری شده می‌تواند نیتروژندهی فولاد را تحت تاثیر قرار دهد. در سوال شما هیچ اشاره‌ای به شرایط عملیات حرارتی متریال قبل از شرایط نیتروژندهی نکردی. لایه اکسیدی تشکیل شده در اثر قرار‌گیری در معرض هوا برای نفوذ موثر نیتروژن بی ثبات است. دماهای بالای نیتروژندهی (بالاتر از 500 درجه سانتیگراد) و بالاتر بودن اکتیویتیه نیتروژن منجر به افزایش سینتیک نیتروژندهی شده و در نهایت وقوع ترک‌خوردگی سطحی را تسهیل می‌کند. انجام عملیات حرارتی محلولی قبل از نیتروژندهی و نیتروژندهی در دمای 400 درجه سانتیگراد به کاهش این مشکل کمک خواهد کرد. در نهایت بنده هیچ تخصصی در زمینه نیتروژندهی ندارم و هرآنچه عنوان شد صرفا نتیجه‌ی مطالعات متالورژیکی بنده بود.