Склад 1.4542 (UNS S17400): пояснення нержавіючої сталі 17-4 PH, що зміцнюється дисперсійним процесом

Що таке матеріал 1.4542?

1.4542 – це позначення в EN мартенситної нержавіючої сталі-дисперсійного зміцнення, також відомої як X5CrNiCuNb16-4, AISI 630, 17-4 PH і UNS S17400. Розроблений у 1960-х роках, він поєднує корозійну стійкість нержавіючої сталі з вмістом 16% хрому та міцність загартованої легованої сталі. Після відпалу в розчині мартенситну структуру старіють при температурах від 480 до 621 градуса, щоб осадити дрібні частинки міді, створюючи 0,2% межі текучості від приблизно 585 МПа до 1275 МПа залежно від умов старіння. Він поставляється у вигляді прутка, плити, дроту, поковок і лиття для компонентів, які потребують високої міцності, хорошої стійкості до корозії та простої термічної обробки.

Еквівалентні позначення

Сорт позначається по-різному в основних системах специфікацій, як показано нижче.

система	Позначення	Еталонний стандарт
EN	1,4542 / X5CrNiCuNb16-4	EN 10088
UNS	S17400	ASTM A564, A693
ASTM	630 клас	ASTM A564, A693, A705
AISI	630	-
JIS	SUS630	JIS G4303, G4304
Аерокосмічна	AMS 5643, AMS 5622	SAE AMS

Хімічний склад

Наведені нижче межі складу поєднують вимоги EN 10088-3 та ASTM A564 для UNS S17400.

елемент	C	Мн	P	S	Si	кр	Ni	пн	Cu	Nb+Ta
Ліміт, %	0,070 макс	1,00 макс	0,040 макс	0,030 макс	0,70 макс	15.0-17.5	3.50-5.00	0,60 макс	3.00-5.00	0.15-0.45

Мідь є елементом дисперсійного{0}}твердіння: під час старіння вона утворює тонкі когерентні виділення, які зміцнюють мартенситну матрицю. Ніобій і тантал покращують структуру та сприяють додатковому зміцненню, тоді як низький рівень вуглецю забезпечує-відпалений матеріал придатним для обробки та зварювання.

Механічні властивості за умови термічної обробки

Мінімальні механічні властивості прутків згідно з ASTM A564 сильно змінюються в залежності від умов старіння, як показано нижче.

Хвороба	Температура старіння	Міцність на розтяг, МПа	0,2% YS, МПа	Подовження, %	Твердість, типова
Відпалений, стан А	-	1034	760	6-15	39 HRC макс
H900	480 градусів	1380	1275	14	44 HRC
H925	496 градусів	1310	1200	14	42 HRC
H1025	552 градус	1170	1140	15	38 HRC
H1075	580 градусів	1140	1035	16	36 HRC
H1100	593 градуси	1035	930	17	35 HRC
H1150	621 градус	1000	860	19	33 HRC
H1150 + H1150	621 градус, повторюється	965	760	20	33 HRC
H1150M	760 градусів, потім 621 градус	860	585	22	27 HRC

Твердість за Брінеллем коливається від приблизно 420 HBW при H900 до приблизно 277 HBW при H1150M. Позначення H відповідають температурі старіння в градусах Фаренгейта; таблиця надає метричні еквіваленти в градусах Цельсія.

Практика термічної обробки

Стандартною послідовністю є відпал розчину при температурі приблизно 1040 градусів, охолодження в олії або повітрі до температури нижче 32 градусів для завершення мартенситного перетворення з наступним старінням. У таблиці нижче наведено підсумкові цикли старіння відповідно до практики ASTM A564.

Хвороба	Лікування	час	Охолодження
H900	480 градусів	1 h	повітря
H925	496 градусів	4 h	повітря
H1025	552 градус	4 h	повітря
H1075	580 градусів	4 h	повітря
H1100	593 градуси	4 h	повітря
H1150	621 градус	4 h	повітря
H1150 + H1150	621 градус, витримати 4 години, охолодити повітрям, повторити	4 h + 4 h	повітря
H1150M	760 градусів протягом 2 годин, охолодження повітрям, потім 621 градус протягом 4 годин	2 h + 4 h	повітря

Більш високі температури старіння підвищують в'язкість і знижують міцність; нижчі температури максимізують міцність і твердість. H1150M вибирається там, де потрібна оптимальна міцність і стійкість до корозійного розтріскування під напругою, наприклад, у -компонентах великого перетину.

Зварюваність і виготовлення

Марка придатна для зварювання з використанням присадочного металу AWS ER630, і методи попереднього та наступного-нагрівання, які використовуються для стандартних марок нержавіючої сталі, які піддаються гартуванню, зазвичай не потрібні. Після зварювання деталь старіє для відновлення міцності. Механічну обробку найкраще виконувати в стані відпалу, де твердість обмежена максимумом приблизно 363 HBW; машини для матеріалів з прийнятним ресурсом інструменту до старіння. Гнучкість термо{6}}обробки марки від H900 до H1150M дозволяє розробникам регулювати міцність і міцність відповідно до різноманітних вимог застосування.

Типові застосування

Аерокосмічні структурні компоненти, фітинги та кріплення

Хімічні та нафтохімічні штоки, сідла та вали клапанів

Нафтогазові свердловинні інструменти та компоненти гирла свердловин

Вали насосів, робочі колеса та лопатки турбін

Високо{0}}кріпильні елементи та загальні інженерні компоненти

Часті запитання

1. Що таке матеріал 1.4542?

1.4542 є позначенням EN мартенситної нержавіючої сталі-загартування, також записується як X5CrNiCuNb16-4, AISI 630, 17-4 PH і UNS S17400. Він досягає високої міцності завдяки осадженню міді під час старіння, з корозійною стійкістю, характерною для нержавіючої сталі з 16% вмістом хрому.

2. Які еквівалентні позначення 1.4542?

Основними еквівалентами є UNS S17400, ASTM A564 і A693 Grade 630, AISI 630, JIS SUS630 і аерокосмічні специфікації, такі як AMS 5643 і AMS 5622. Усі вони стосуються тієї самої дисперсійно-гартованої сталі 17-4 PH.

3. Чому до цієї марки додають мідь і ніобій?

Мідь є елементом дисперсійного{0}}твердіння, який утворює дрібні виділення під час старіння та забезпечує високу міцність. Ніобій і тантал покращують зернисту структуру та забезпечують додаткову міцність, а збалансований вміст хрому та нікелю забезпечує мартенситне перетворення та стійкість до корозії.

4. Яку термічну обробку слід вибрати для досягнення максимальної міцності чи максимальної в’язкості?

Для досягнення максимальної міцності та твердості використовуйте H900 при 480 градусах, що дає близько 1380 МПа мінімального розтягування та 44 HRC типову твердість. Для досягнення максимальної в'язкості та пластичності з меншою міцністю використовуйте H1150M при 760 градусах, а потім 621 градусі, що дає близько 860 МПа мінімального розтягування та 27 HRC типової твердості з найкращою стійкістю до корозійного розтріскування під напругою.

5. Чи можна зварювати 1.4542?

так Він придатний для зварювання з присадковим металом AWS ER630, і спеціальні методи попереднього та наступного-нагрівання, які використовуються для стандартних загартованих марок, як правило, не потрібні. Збірка старіє після зварювання, щоб отримати необхідну міцність як зварного шва, так і основного металу.