العربية

مواد قولبة حقن المعادن | الفولاذ المقاوم للصدأ 17-4 PH

جدول المحتويات
الوصف 
ما هو الفولاذ 17-4 PH؟
مواصفات 17-4 PH
المعالجة الحرارية والتقسية لفولاذ 17-4 PH
اللحام وقابلية التشغيل لفولاذ 17-4 PH
الخصائص الميكانيكية لفولاذ 17-4 PH
الخلاصة
مواد أخرى لتشكيل المعادن بالحقن

الوصف 

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.

custom-mim-gears

ما هو الفولاذ 17-4 PH؟

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)

مواصفات 17-4 PH

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

المعالجة الحرارية والتقسية لفولاذ 17-4 PH

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.

اللحام وقابلية التشغيل لفولاذ 17-4 PH

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.

الخصائص الميكانيكية لفولاذ 17-4 PH

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.

الخلاصة

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.

مواد أخرى لتشكيل المعادن بالحقن

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 316L

MIM 17-4 PH

MIM 420

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.

MIM 4140

MIM 4340

MIM 2700 (FN08)

MIM 2200 (Fe-2Ni)

MIM 52100

MIM 8620

MIM 9310

MIM 430L

فولاذ الأدوات

MIM H13

صلابة ممتازة ومقاومة عالية للتآكل والاستنزاف. استقرار الأبعاد والقوة في درجات الحرارة العالية.

تُستخدم في أجزاء ا�������������������������������������������������������������أدوات الدقيقة مثل القوالب والإدخالات.

MIM P20

MIM S7

MIM M2

MIM D2

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

Ti-6Al-4V (الدرجة 5)

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.