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Matériaux pour moulage par injection de métal | Acier inoxydable 17-4 PH

Table des matières
Description 
Qu'est-ce que le type 17-4 PH ?
Spécifications du 17-4 PH
Traitement thermique et durcissement du 17-4 PH
Soudabilité et usinabilité du 17-4 PH
Propriétés mécaniques du 17-4 PH
Conclusion
Autres matériaux pour le moulage par injection de métal

Description 

Le type 630, également connu sous le nom de 17-4, est un acier inoxydable martensitique à durcissement structural qui suscite un grand intérêt dans le domaine du moulage par injection de métal en raison de sa combinaison unique de haute dureté et de résistance après traitement thermique approprié. Cet article vise à fournir un aperçu complet du 17-4 PH, de ses spécifications, du processus de traitement thermique, des considérations de soudage et des propriétés mécaniques. Comprendre ces aspects est essentiel pour les concepteurs de pièces et les acheteurs ayant des besoins d’approvisionnement en pièces MIM.

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Qu'est-ce que le type 17-4 PH ?

L’acier inoxydable 17-4PH est une nuance reconnue pour sa haute dureté et sa résistance après traitement thermique approprié. Il offre également une résistance à la corrosion et à la chaleur comparable à celle du grade 304.

Cette nuance est généralement livrée à l’état traité en solution, la rendant usinable. Elle peut ensuite être revenue pour obtenir des résistances relativement élevées. Ce traitement de vieillissement est effectué à une température suffisamment basse pour éviter toute déformation significative, ce qui rend ces nuances idéales pour produire de longs arbres nécessitant aucune remise en ligne après traitement thermique.

Le 17-4 PH a trouvé sa place dans de nombreuses industries grâce à ses propriétés uniques. Il est utilisé pour des arbres de bateau en eau douce et salée, avec protection cathodique supplémentaire. Il résiste aussi très bien à la fissuration par corrosion sous contrainte s'il est vieilli à 550°C ou plus.

Les états les plus courants du 17-4 PH utilisés en moulage par injection de métal sont :

MIM-17-4 PH (fritté)

MIM-17-4 PH (traité thermiquement)

MIM-17-4 PH (H900)

MIM-17-4 PH (H1100)

Spécifications du 17-4 PH

Le 17-4 PH a une composition chimique spécifique qui contribue à ses propriétés uniques. Voici un tableau récapitulatif de sa composition :

Élément

Pourcentage

Carbone (C)

Max 0,07 %

Manganèse (Mn)

Max 1,00 %

Silicium (Si)

Max 1,00 %

Phosphore (P)

Max 0,040 %

Soufre (S)

Max 0,030 %

Chrome (Cr)

15,0 - 17,5 %

Nickel (Ni)

3,0 - 5,0 %

Cuivre (Cu)

3,0 - 5,0 %

Niobium + Tantale (Nb+Ta)

0,15 - 0,45 %

Les propriétés physiques du 17-4 PH jouent également un rôle important dans ses applications. Voici quelques propriétés physiques typiques :

Propriété

Valeur

Densité

7750 kg/m3

Module d’élasticité

196 GPa

Coefficient moyen de dilatation thermique (0-100°C)

10,8 ㎛/m/°C

Conductivité thermique à 100 °C

18,4 W/m·K

Chaleur spécifique (0-100 °C)

460 J/kg·K

Résistivité électrique

800 nΩ·m

Traitement thermique et durcissement du 17-4 PH

Le traitement thermique du 17-4 PH comprend le traitement de solution et le durcissement. Le traitement de solution, appelé état A, consiste à chauffer à 1040 °C pendant ½ heure puis à refroidir à 30 °C maximum à l’air. La trempe à l’huile peut être utilisée pour les petites sections non complexes.

Le processus de durcissement, appelé vieillissement, est un traitement unique à basse température utilisé pour obtenir les propriétés requises. Ce traitement n’occasionne pas de déformation et ne provoque qu’une légère coloration superficielle. Un léger retrait (rétrécissement) se produit lors du durcissement : environ 0,05 % pour l’état H900 et 0,10 % pour H1150.

Soudabilité et usinabilité du 17-4 PH

Toutes les méthodes standards permettent de souder avec succès le 17-4 PH. Un préchauffage n’est pas nécessaire, ce qui simplifie la soudure. Des propriétés comparables à celles du métal de base peuvent être obtenues dans la soudure grâce à un traitement thermique après soudage. Cependant, comme pour les autres aciers à haute résistance, il convient de prendre des précautions dans la conception et les procédures de soudage pour éviter la concentration des contraintes dans la zone soudée.

Concernant l’usinabilité, le 17-4 PH est généralement fourni à l’état traité en solution, dans lequel il est usinable. Son usinabilité est similaire à celle du grade 304, ce qui en fait un matériau polyvalent pour diverses applications.

Propriétés mécaniques du 17-4 PH

Le 17-4 PH présente d’excellentes propriétés mécaniques après traitement de solution et durcissement structural. Voici quelques propriétés mécaniques typiques :

Condition

Température de durcissement (°C)

Durée (h)

Résistance à la traction (MPa)

Limite d'élasticité 0,2 % (MPa)

Allongement (% sur 50 mm)

Rockwell C (HRC)

Brinell (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

Ces propriétés rendent le 17-4 PH adapté aux applications où une haute résistance ou dureté est requise, en plus d’une résistance à la corrosion.

Conclusion

Le 17-4PH est une nuance d’acier inoxydable polyvalente qui offre une combinaison unique de haute dureté et de résistance après traitement thermique approprié. Sa résistance à la corrosion et à la chaleur, similaire à celle du grade 304, la rend précieuse dans de nombreux secteurs.

Les spécifications du 17-4 PH, y compris sa composition chimique et ses propriétés physiques, contribuent à ses caractéristiques uniques. Le traitement thermique, comprenant la solution et le durcissement, améliore encore ses propriétés mécaniques sans provoquer de distorsion significative.

Le 17-4 PH peut être soudé avec succès par toutes les méthodes standards, et son usinabilité est comparable à celle du grade 304. Ses excellentes propriétés mécaniques, telles que la résistance à la traction, la limite d'élasticité, l’allongement et la dureté, en font un choix adapté aux applications nécessitant une haute résistance ou dureté combinée à une certaine résistance à la corrosion.

Les perspectives du 17-4 PH sont prometteuses grâce à ses propriétés uniques et à sa large gamme d’applications. Que vous soyez concepteur ou acheteur de pièces MIM, comprendre les propriétés et applications du 17-4 PH vous aidera à prendre des décisions éclairées.

Autres matériaux pour le moulage par injection de métal

Aciers inoxydables

MIM 304L

Excellente résistance à la corrosion. Haute résistance et dureté après traitement thermique.

Qualités biocompatibles utilisées dans le secteur médical. Largement utilisé pour des pièces complexes nécessitant une résistance à la corrosion.

MIM 316L

MIM 17-4 PH

MIM 420

MIM 440C

MIM 430

MIM 316

Aciers faiblement alliés

MIM 4605

Très hautes résistances à la traction et à la limite d’élasticité après traitement thermique. Bonne ténacité et ductilité à l’état traité.

Utilisé pour des composants structurels à haute résistance.

MIM 4140

MIM 4340

MIM 2700 (FN08)

MIM 2200 (Fe-2Ni)

MIM 52100

MIM 8620

MIM 9310

MIM 430L

Aciers à outils

MIM H13

Excellente dureté, résistance à l’usure et à l’abrasion. Stabilité dimensionnelle et résistance maintenues à haute température.

Utilisé pour des composants d’outillage de précision comme les inserts et matrices.

MIM P20

MIM S7

MIM M2

MIM D2

Matériaux magnétiques

Alliage Fe-Ni

Propriétés magnétiques sur mesure telles que perméabilité élevée et faibles pertes dans le noyau.

Utilisé dans des composants électroniques comme les inductances, relais, capteurs.

Alliage Fe-Si

Alliage Fe-Co

Alliages de cuivre

Cuivre

Bonne résistance à la corrosion, conductivité électrique et thermique, propriétés antifriction.

Utilisé pour des connecteurs électriques, échangeurs thermiques, raccords, paliers.

Bronze

Laiton

Alliage tungstène-cuivre

Alliages de titane

Ti-6Al-4V (Grade 5)

Rapport résistance/poids élevé. Bonnes propriétés à haute température.

Très utilisé en aérospatial et pour les implants médicaux.

Alliages lourds

Wu-Ni-Fe

Densité et dureté extrêmement élevées.

Utilisé comme contrepoids, masses d’amortissement des vibrations.

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