الفولاذ المقاوم للصدأ نوع 630، المعروف أيضًا باسم 17-4، هو فولاذ مارتنسيتي مقوى بالترسيب يُستخدم على نطاق واسع في تشكيل المعادن بالحقن (MIM) بفضل مزيجه الفريد من الصلابة العالية والقوة بعد المعالجة الحرارية المناسبة. تهدف هذه المقالة إلى تقديم نظرة شاملة حول 17-4 PH، ومواصفاته، وعملية المعالجة الحرارية، واعتبارات اللحام، والخصائص الميكانيكية. فهم هذه الجوانب أمر بالغ الأهمية لمصممي ومشتري قطع الغيار الذين يحتاجون إلى أجزاء مصنعة بتقنية تشكيل المعادن بالحقن.
الفولاذ المقاوم للصدأ 17-4PH هو نوع معروف بصلابته العالية وقوته بعد المعالجة الحرارية المناسبة، بالإضافة إلى مقاومة جيدة للتآكل والحرارة مشابهة للفولاذ 304.
يتم توريد هذا الفولاذ عادةً في حالة معالجة المحلول، ما يجعله قابلًا للتشغيل الآلي. بعد ذلك يمكن تعتيقه حراريًا لتحقيق مستويات عالية من القوة. تتم عملية التعتيق هذه في درجات حرارة منخفضة بحيث لا يحدث تشوه كبير، ما يجعله مثاليًا لإنتاج الأعمدة الطويلة التي لا تتطلب تقويمًا بعد المعالجة الحرارية.
يُستخدم 17-4 PH في العديد من الصناعات بفضل خصائصه. كما يُستخدم في أعمدة القوارب في المياه العذبة والمالحة مع الحماية الكاثودية، ويتميز بمقاومة عالية لتشقق الإجهاد الناتج عن التآكل عند تعتيقه على 550°C أو أكثر.
الحالات الشائعة لفولاذ 17-4 PH في تشكيل المعادن بالحقن:
MIM-17-4 PH (حالة التلبيد)
MIM-17-4 PH (المعالج حراريًا)
MIM-17-4 PH (H900)
MIM-17-4 PH (H1100)
يتميز 17-4 PH بتركيب كيميائي خاص يمنحه خصائصه الفريدة. فيما يلي جدول يوضح تركيبه:
العنصر | النسبة المئوية |
الكربون (C) | حد أقصى 0.07 % |
المنغنيز (Mn) | حد أقصى 1.00 % |
السيليكون (Si) | حد أقصى 1.00 % |
الفسفور (P) | حد أقصى 0.040 % |
الكبريت (S) | حد أقصى 0.030 % |
الكروم (Cr) | 15.0 - 17.5 % |
النيكل (Ni) | 3.0 - 5.0 % |
النحاس (Cu) | 3.0 - 5.0 % |
النيوبيوم + التانتالوم (Nb+Ta) | 0.15 - 0.45 % |
تلعب الخصائص الفيزيائية لفولاذ 17-4 PH أيضًا دورًا مهمًا في استخداماته، وفيما يلي بعض الخصائص الفيزيائية النموذجية:
الخاصية | القيمة |
الكثافة | 7750 كجم/م3 |
معامل المرونة | 196 جيجا باسكال |
معامل التمدد الحراري (0-100°C) | 10.8 ميكرومتر/م/°م |
التوصيل الحراري عند 100°C | 18.4 واط/م·كلفن |
الحرارة النوعية (0-100°C) | 460 جول/كجم·كلفن |
المقاومة الكهربائية | 800 نانوأوم·م |
تشمل عملية المعالجة الحرارية لفولاذ 17-4 PH المعالجة بالمحلول والتقسية. تتضمن المعالجة بالمحلول (الحالة A) تسخين الفولاذ عند 1040°C لمدة نصف ساعة، ثم التبريد بالهواء حتى 30°C كحد أقصى. بالنسبة للقطع الصغيرة غير المعقدة، يمكن استخدام التبريد بالزيت.
التقسية (التعتيق) هي معالجة واحدة منخفضة الحرارة للوصول للخصائص المطلوبة، دون حدوث تشوه، مع تغير سطحي طفيف في اللون. يحدث انكماش طفيف في الأبعاد أثناء التقسية، حوالي 0.05% للحالة H900 و0.10% للحالة H1150.
يمكن لحام 17-4 PH بنجاح بجميع الطرق القياسية دون الحاجة للتسخين المسبق، مما يبسط عملية اللحام. يمكن تحقيق خصائص مماثلة للمعدن الأساسي في اللحام عبر المعالجة الحرارية بعد اللحام. كما هو الحال مع باقي أنواع الفولاذ عالية القوة، يجب اتخاذ الاحتياطات اللازمة لتفادي تراكم الإجهادات في منطقة اللحام.
أما عن قابلية التشغيل، فيُورد غالبًا بحالة معالجة المحلول ما يجعله قابلاً للتشغيل الآلي، وتشغيله مشابه للفولاذ 304، ما يجعله متعدد الاستخدامات في التطبيقات المختلفة.
يُظهر فولاذ 17-4 PH خصائص ميكانيكية ممتازة بعد المعالجة بالمحلول والتعتيق. فيما يلي بعض القيم النموذجية:
الحالة | درجة حرارة التقسية (°م) | المدة (ساعة) | مقاومة الشد (ميجا باسكال) | حد الخضوع 0.2% (ميجا باسكال) | الاستطالة (% على 50 مم) | روكويل C (HRC) | برينل (HB) |
H900 | 480 | 1 | 1310 | 1170 | 10 | 40 | 388 |
H925 | 495 | 4 | 1170 | 1070 | 10 | 38 | 375 |
H1025 | 550 | 4 | 1070 | 1000 | 12 | 35 | 331 |
H1075 | 580 | 4 | 1000 | 860 | 13 | 32 | 311 |
H1100 | 595 | 4 | 965 | 795 | 14 | 31 | 302 |
H1150 | 620 | 4 | 930 | 725 | 16 | 28 | 277 |
تجعل هذه الخصائص فولاذ 17-4 PH مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب قوة أو صلابة عالية مع مقاومة جيدة للتآكل.
17-4PH هو نوع متنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ، يقدم مزيجًا فريدًا من الصلابة العالية والقوة بعد المعالجة الحرارية المناسبة. وتمنحه مقاومته للتآكل والحرارة، المشابهة للفولاذ 304، قيمة كبيرة في العديد من الصناعات.
تسهم المواصفات، بما في ذلك التركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية، في منح 17-4 PH ميزاته الفريدة. كما تعزز عملية المعالجة الحرارية خصائصه الميكانيكية دون حدوث تشوه كبير.
يمكن لحام 17-4 PH باستخدام جميع الطرق القياسية، وقابلية تشغيله تشبه الفولاذ 304. وتجعله خصائصه الميكانيكية الممتازة خيارًا مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب قوة أو صلابة عالية مع مقاومة للتآكل.
آفاق 17-4 PH واسعة بفضل ميزاته وتنوع تطبيقاته. سواء كنت مصممًا أو مشتريًا لقطع تشكيل المعادن بالحقن، سيساعدك فهم خصائصه وتطبيقاته على اتخاذ قرارات سليمة.
الفولاذ المقاوم للصدأ | ||
MIM 304L | مقاومة ممتازة للتآكل. قوة وصلابة عالية بعد المعالجة الحرارية. | درجات متوافقة حيوياً للتطبيقات الطبية. تستخدم على نطاق واسع للأجزاء الصغيرة المعقدة المقاومة للتآكل. |
MIM 440C | ||
MIM 430 | ||
MIM 316 | ||
السبائك الفولاذية منخفضة السبك | ||
MIM 4605 | قوة شد وحد خضوع مرتفعة للغاية بعد المعالجة الحرارية. متانة وليونة جيدة في الحالة المعالجة. | تُستخدم لأجزاء هيكلية عالية القوة. |
فولاذ الأدوات | ||
صلابة ممتازة ومقاومة عالية للتآكل والاستنزاف. استقرار الأبعاد والقوة في درجات الحرارة العالية. | تُستخدم في أجزاء ا�������������������������������������������������������������أدوات الدقيقة مثل القوالب والإدخالات. | |
MIM P20 | ||
مواد مغناطيسية | ||
سبيكة حديد-نيكل | خصائص مغناطيسية مصممة مثل النفاذية العالية وخسائر اللب المنخفضة. | تُستخدم في مكونات إلكترونية مثل المحاثات والمرحل والحساسات. |
سبيكة حديد-سيليكون | ||
سبيكة حديد-كوبالت | ||
سبائك النحاس | ||
النحاس | مقاومة جيدة للتآكل وتوصيل كهربائي وحراري ممتاز وخصائص مضادة للاحتكاك. | تُستخدم في الموصلات الكهربائية، المبادلات الحرارية، الوصلات والمحامل. |
البرونز | ||
النحاس الأصفر | ||
سبيكة التنجستن والنحاس | ||
سبائك التيتانيوم | ||
نسبة قوة عالية إلى الوزن. أداء جيد في درجات الحرارة العالية. | يُستخدم بكثرة في الصناعات الجوية والطبية. | |
سبائك ثقيلة | ||
Wu-Ni-Fe | كثافة وصلابة عالية جدًا. | تُستخدم كأثقال موازنة وكتل امتصاص الاهتزازات. |