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.
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)
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 |
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.
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.
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.
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.
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 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. |
Aciers à outils | ||
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 | ||
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 | ||
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. |