Тип 630, также известный как 17-4, — это мартенситная нержавеющая сталь, упрочняемая старением, которая широко используется в металлоформовании под давлением (MIM) благодаря уникальному сочетанию высокой твердости и прочности после соответствующей термической обработки. Эта статья предоставляет комплексный обзор стали 17-4 PH, ее характеристик, процессов термообработки, особенностей сварки и механических свойств. Понимание этих аспектов важно для конструкторов и закупщиков, работающих с MIM-компонентами.
Нержавеющая сталь 17-4PH — это марка стали, известная высокой твердостью и прочностью после надлежащей термообработки. Она также обладает коррозионной и термической стойкостью, сравнимой с маркой 304.
Эта марка обычно поставляется в растворенном состоянии, что делает ее пригодной для механической обработки. Затем ее можно подвергнуть старению, чтобы достичь относительно высоких прочностных характеристик. Этот процесс старения проводится при достаточно низкой температуре, чтобы избежать значительных деформаций, что делает сплав подходящим для производства длинных валов, не требующих выпрямления после термообработки.
17-4 PH находит применение в различных отраслях благодаря уникальным свойствам. Его используют для судовых валов в пресной и морской воде с катодной защитой. Он также отличается высокой устойчивостью к коррозионному растрескиванию под напряжением при старении при 550°C и выше.
Наиболее распространённые состояния нержавеющей стали 17-4 PH для MIM:
MIM-17-4 PH (после спекания)
MIM-17-4 PH (термообработанный)
MIM-17-4 PH (H900)
MIM-17-4 PH (H1100)
17-4 PH обладает определенным химическим составом, который обуславливает его уникальные свойства. Вот таблица состава:
Элемент | Процент |
Углерод (C) | Макс. 0,07 % |
Марганец (Mn) | Макс. 1,00 % |
Кремн�������������������������������������������������������������й (Si) | Макс. 1,00 % |
Фосфор (P) | Макс. 0,040 % |
Сера (S) | Макс. 0,030 % |
Хром (Cr) | 15,0 - 17,5 % |
Никель (Ni) | 3,0 - 5,0 % |
Медь (Cu) | 3,0 - 5,0 % |
Ниобий + Тантал (Nb+Ta) | 0,15 - 0,45 % |
Физические свойства 17-4 PH также существенно влияют на его применение. Вот некоторые физические характеристики:
Свойство | Значение |
Плотность | 7750 кг/м3 |
Модуль упругости | 196 ГПа |
Коэффициент теплового расширения (0-100°C) | 10,8 мкм/м/°C |
Теплопроводность при 100°C | 18,4 Вт/м·К |
Удельная теплоемкость (0-100 °C) | 460 Дж/кг·К |
Электрическое сопротивление | 800 нОм·м |
Термическая обработка 17-4 PH включает растворение и старение. Растворение, или состояние A, предполагает нагрев до 1040°C на протяжении 30 минут с последующим охлаждением на воздухе до температуры не выше 30°C. Для небольших простых деталей допускается закалка в масле.
Процесс упрочнения — это старение при низкой температуре для достижения необходимых характеристик. Этот процесс не вызывает деформаций, только поверхностное изменение цвета. Незначительное уменьшение размера (усадка) составляет около 0,05% для состояния H900 и 0,10% для H1150.
Все стандартные методы позволяют успешно сваривать 17-4 PH. Предварительный подогрев не требуется, что упрощает процесс сварки. Свойства сварного шва могут быть сопоставимы с основным металлом при проведении термообработки после сварки. Ка� � �ля д�уг�х вы�ок�пр�чн�х ст�ле�, п�и пр�ек�ир�ва�ии и в�по�не�ии с�ар�чн�х ра�от н�об�о�имо принимать меры для избежания концентрации напряжений в зоне шва.
В отношении обработки резанием 17-4 PH обычно поставляется в растворенном состоянии, в котором может быть обработан. Его обрабатываемость аналогична стали марки 304, что делает его универсальным материалом для различных применений.
17-4 PH проявляет выдающиеся механические свойства после растворения и старения. Вот некоторые типичные механические параметры:
Состояние | Температура упрочнения (°C) | Время (ч) | Предел прочности при растяжении (МПа) | Предел текучести 0,2% (МПа) | Относительное удлинение (% на 50 мм) | Rockwell C (HRC) | Бринелль (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 |
Эти свойства дела�т 17-4 PH и�еа�ь�ым �ат�р�алом для при�енен�я, где тр�б�ется выс�к�я пр�ч�ость или т�е�дост� в со�е�ан�и с кор��зионной стойкостью.
17-4PH — это универсальная марка нержавеющей стали, обладающая уникальным сочетанием высокой твердости и прочности после термообработки. Коррозионная и термостойкость, схожая с маркой 304, делает этот материал востребованным в различных отраслях.
Спецификации 17-4 PH, включая его химический состав и физические свойства, определяют его уникальные характеристики. Термическая обработка, включающая растворение и старение, дополнительно улучшает механические свойства без существенных деформаций.
17-4 PH может быть успешно сварен всеми стандартными методами, а его обрабатываемость схожа со сталью 304. Высокие механические характеристики, такие как прочность на растяжение, предел текучести, удлинение и твердость, делают его идеальным для применения, где требуется высокая прочность/твердость и коррозионная стойкость.
Перспективы применения 17-4 PH весьма широки благодаря его уникальным свойствам. Если вы проектировщик или закупщик MIM-деталей, знание свойств и областей применения 17-4 PH поможет принять взвешенные решения.
Нержавеющая сталь | ||
MIM 304L | Отличная коррозионная стойкость. Высокая прочность и твердость после термообработки. | Биосовместимые марки используются в медицине. Широко применяются для мелких и сложных деталей, требующих коррозионной стойкости. |
MIM 440C | ||
MIM 430 | ||
MIM 316 | ||
Низколегированные стали | ||
MIM 4605 | Очень высокая прочность и п�е�ел �е�уче�т� п�сле т�р�ооб�а�отки. Х�р�шая в�з�ость и �лас�и�ность в �бр�б�тан�о� �о�тояни�. | И�п�льзуются для высокопрочных конструкционных деталей. |
Инструментальные стали | ||
Отличная твердость, износостойкость и устойчивость к истиранию. Стабильность размеров и прочность сохраняются при высоких температурах. | Используются для малых прецизионных инструментальных компонентов, например, вставок и матриц. | |
MIM P20 | ||
Магнитные материалы | ||
Железо-никелевый сплав | Настраиваемые магнитные свойства, такие как высокая проницаемость и низкие потери в сердечнике. | Используются в электронных компонентах: индукторах, реле, датчиках. |
Железо-кремниевый сплав | ||
Железо-кобальтовый сплав | ||
Медные сплавы | ||
М�дь | �оро�а� к�рро�и�нна� с�о�кос�ь, в�со�ая �лект�и�еская и теплопр�в�д�о�ть, ан�ифрикц�онны� �войства. | Применяются для электрических соединителей, теплообменников, фитингов, подшипников. |
Бронза | ||
Латунь | ||
Вольфрам-медный сплав | ||
Титановые сплавы | ||
Высокое отношение прочности к весу. Хорошие характеристики при высокой температуре. | Широко применяются в аэрокосмической и медицинской промышленности. | |
Тяжелые сплавы | ||
W-Ni-Fe | Очень высокая плотность и твердость. | Используются в качестве противовесов, виброгасящих грузов. |