الفولاذ المقاوم للصدأ 17-4PH(UNS S17400، والمعروف أيضًا باسم AISI Type 630 أو EN 1.4542) عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ من مادة المارتنسيتية المتصلبة بالترسيب. يأتي الاسم "17-4PH" من تركيبته: حوالي 17% كروم و4% نيكل، مع حرف "PH" الذي يشير إلى تصلب الترسيب.
توفر هذه المقالة دليلاً كاملاً لخصائص صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ 17-4PH، والتي تغطي كل شيء بدءًا من التركيب الكيميائي وحتى السلوك الميكانيكي والخصائص الفيزيائية والمعالجة الحرارية والتطبيقات.
التركيب الكيميائي
يوضح الجدول أدناه الحدود القياسية طبقاً لمواصفات ASTM A693 وAMS 5604.
|
عنصر |
وزن ٪ |
دور في السبائك |
|
الكروم (الكروم) |
15.0 – 17.5 |
يوفر مقاومة للتآكل وحماية الأكسدة |
|
النيكل (ني) |
3.0 – 5.0 |
يستقر الهيكل المارتنسيتي ويحسن المتانة |
|
النحاس (النحاس) |
3.0 – 5.0 |
يشكل عنصر التقوية الرئيسي-جزيئات دقيقة أثناء الشيخوخة |
|
النيوبيوم (Nb) + التنتالوم (Ta) |
0.15 – 0.45 |
يشكل كربيدات تتحكم في نمو الحبوب وتحسن قوتها |
|
الكربون (ج) |
أقل من أو يساوي 0.07 |
يساهم في الصلابة، لكنه يظل منخفضًا للحفاظ على قابلية اللحام |
|
المنغنيز (من) |
أقل من أو يساوي 1.00 |
يساعد في إزالة الأكسدة أثناء صناعة الصلب |
|
السيليكون (سي) |
أقل من أو يساوي 1.00 |
يحسن مقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية |
|
الفوسفور (ف) |
أقل من أو يساوي 0.04 |
النجاسة، والحفاظ على الحد الأدنى |
|
الكبريت (S) |
أقل من أو يساوي 0.03 |
النجاسة، والحفاظ على الحد الأدنى |
|
الحديد (الحديد) |
الرصيد (النسبة المتبقية) |
المعدن الأساسي الذي يجمع كل شيء معًا |
مصدر البيانات: مواصفات ASTM A693 / AMS 5604.
الخصائص الفيزيائية
|
ملكية |
قيمة |
ملحوظات |
|
كثافة |
7.75 – 8.03 جم/سم3 |
أثقل قليلاً من الفولاذ الكربوني (7.85 جم/سم3) |
|
نقطة الانصهار |
~1440 درجة (2624 درجة فهرنهايت) |
نموذجي للفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي |
|
معامل المرونة (معامل يونغ) |
196 - 200 جيجا باسكال |
يقيس الصلابة-مدى مقاومة الفولاذ للانحناء |
|
نسبة بواسون |
0.27 – 0.30 |
يصف كيفية تقلص المادة بشكل جانبي عند تمددها |
|
الموصلية الحرارية |
15.3 – 17.9 W/m·K |
قدرة متوسطة على نقل الحرارة |
|
المقاومة الكهربائية |
0.77 – 0.80 µΩ·m |
موصل إلى حد ما للفولاذ المقاوم للصدأ |
|
السعة الحرارية المحددة |
~460 جول/كجم·ك |
كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة الفولاذ |
مصدر البيانات: مواصفات الموردين المتعددة
الخصائص المغناطيسية: الفولاذ المقاوم للصدأ 17-4PH مغناطيسي في جميع الظروف. في حالة التلدين بالمحلول، قد يكون مغناطيسيًا ضعيفًا فقط، ولكن بعد التعتيق، يصبح مغناطيسيًا بقوة بسبب بنيته البلورية المارتنسيتية.
الحد الأقصى لدرجة حرارة الخدمة: 17-4PH يحتفظ بخصائصه الميكانيكية الممتازة حتى 316 درجة تقريبًا. فوق درجة الحرارة هذه، تبدأ المادة في فقدان قوتها، ويمكن أن يؤدي التعرض لفترة طويلة إلى شيخوخة زائدة، مما يقلل من الصلابة.
الخواص الميكانيكية
تصف الخواص الميكانيكية كيفية استجابة المادة لقوى -الشد (السحب)، والضغط (الدفع)، والانحناء، والصدمات.
شروط المعالجة الحرارية
يتم توفير 17-4PH عادةً في الحالة A (محلول صلب)، وهو ناعم وقابل للتطبيق. يقوم العميل بعد ذلك بإجراء علاج الشيخوخة لتحقيق مستوى القوة المطلوب. كل حالة من حالات الشيخوخة لها تسمية قياسية: H900، أو H925، أو H1025، أو H1075، أو H1100، أو H1150. يشير الرقم إلى درجة حرارة الشيخوخة بالدرجات فهرنهايت.
|
حالة الشيخوخة |
درجة حرارة الشيخوخة |
ما يسلمه |
|
H900 |
482 درجة (900 درجة فهرنهايت) |
أقصى قدر من القوة والصلابة |
|
H925 |
496 درجة (925 درجة فهرنهايت) |
قوة عالية جدًا مع صلابة محسنة قليلاً |
|
H1025 |
552 درجة (1025 درجة فهرنهايت) |
القوة والمتانة المتوازنة |
|
H1075 |
580 درجة (1075 درجة فهرنهايت) |
قوة معتدلة، وصلابة أفضل |
|
H1100 |
593 درجة (1100 درجة فهرنهايت) |
قوة أقل، ليونة أعلى |
|
H1150 |
621 درجة (1150 درجة فهرنهايت) |
أقصى قدر من المتانة والليونة |
مصدر البيانات: مواصفات المعالجة الحرارية.
الخواص الميكانيكية حسب الحالة (الصفائح والألواح، AMS 5604)
يوضح الجدول أدناه الخواص الميكانيكية للصفائح والألواح 17-4PH (سمك أقل من حوالي 4.75 مم أو 0.1874 بوصة) وفقًا لمواصفات AMS 5604.
|
حالة |
قوة الشد القصوى (ksi / MPa) |
0.2% قوة الخضوع (ksi/MPa) |
استطالة (٪) |
الصلابة (HRC) |
|
كوند أ (ملدن) |
- |
- |
- |
38 كحد أقصى |
|
H900 |
190 / 1310 |
170 / 1170 |
5 |
40 – 47 |
|
H925 |
170 / 1170 |
155 / 1070 |
5 |
38 – 45 |
|
H1025 |
155 / 1070 |
145 / 1000 |
5 |
35 – 42 |
|
H1075 |
145 / 1000 |
125 / 860 |
5 |
33 – 39 |
|
H1100 |
140 / 965 |
115 / 795 |
5 |
32 – 38 |
|
H1150 |
135 / 930 |
105 / 725 |
8 |
28 – 37 |
مصدر البيانات: مواصفات الورقة/اللوحة AMS 5604
قوة الشد هي أقصى قوة سحب يمكن أن تتحملها المادة قبل أن تنكسر. في H900، يمكن للصفائح 17-4PH التعامل مع 190,000 رطل لكل بوصة مربعة (1,310 ميجا باسكال) - أقوى بثلاث مرات تقريبًا من الفولاذ المقاوم للصدأ 304 القياسي.
قوة الخضوع هي القوة التي تبدأ عندها المادة في التشوه بشكل دائم. في حالة H900، تتمتع لوحة 17-4PH بقوة إنتاج تبلغ 170 كيلو لكل بوصة مربعة (1170 ميجا باسكال).
تقيس الاستطالة مدى تمدد المادة قبل أن تنكسر. في H1150، تصل الاستطالة إلى 8%، مما يوفر ليونة أكبر من 5% التي شوهدت في H900. بالنسبة للقضبان والمطروقات الأكثر سمكًا (AMS 5643)، تكون قيم الاستطالة أعلى -تصل إلى 16% عند H1150.
مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ الآخر
|
ملكية |
17-4PH (H900) |
304 الفولاذ المقاوم للصدأ |
316L الفولاذ المقاوم للصدأ |
|
قوة الشد (ميغاباسكال) |
~1310 |
~585 |
~485 |
|
قوة الخضوع (MPa) |
~1170 |
~205 |
~170 |
|
استطالة (٪) |
5 – 10 |
~40 |
~50 |
|
الصلابة (HRC) |
40 – 47 |
~80 HRB (≈15 HRC) |
~79 HRB (≈14 HRC) |
|
المغناطيسية |
مغناطيسي |
غير-مغناطيسي |
غير-مغناطيسي |
مصدر البيانات: مقارنة الصناعة
مقاومة التآكل
يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ 17-4PH مقاومة جيدة للتآكل يمكن مقارنتها بالفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 304 في معظم البيئات.
يشكل محتوى الكروم بنسبة 17% في السبيكة طبقة أكسيد رقيقة وغير مرئية على السطح تحمي المعدن الموجود تحته من الصدأ والهجوم الكيميائي.
حيث يعمل 17-4PH بشكل جيد:
التعرض للغلاف الجوي (المطر والرطوبة والهواء الصناعي)
تمييع الأحماض والأملاح في درجات حرارة معتدلة
المياه العذبة والمحاليل الكيميائية الخفيفة
بيئات تجهيز الأغذية
القيود:
17-4PH أقل مقاومة للكلوريدات (مثل مياه البحر وأملاح إزالة الجليد-) من الفولاذ المقاوم للصدأ 316، الذي يحتوي على الموليبدينوم. في البيئات عالية الكلوريد، يمكن أن يحدث تأليب وتآكل الشقوق.
بالنسبة لظروف التآكل الشديدة-مثل الأحماض الساخنة المركزة أو مياه البحر-قد تكون المواد ذات الدرجة الأعلى-مثل 316L، أو duplex 2205، أو 254 SMO فائقة الأوستنيتي أكثر ملاءمة.
ملاحظة: تكون مقاومة التآكل هي الأفضل في المحلول -المُلدن أو ذو درجة الحرارة المنخفضة- (H1150). قد يؤدي الإفراط في -الشيخوخة أو المعالجة الحرارية غير المناسبة إلى تقليل أداء التآكل.
المعالجة الحرارية
المعالجة الحرارية هي المفتاح لفتح الإمكانات الكاملة لـ 17-4PH. تتكون العملية من خطوتين رئيسيتين:
الخطوة 1: معالجة المحلول (التليين)
تسخين المادة إلى 1025 - 1050 درجة (1877 - 1922 درجة فهرنهايت).
عقد لمدة 0.5 إلى 1 ساعة تقريبا.
يبرد بسرعة (يروي) في الهواء أو الزيت إلى درجة حرارة الغرفة.
النتيجة: الحالة أ - مادة ناعمة وقابلة للاستخدام مع صلابة تبلغ 38 HRC كحد أقصى.
الخطوة 2: الشيخوخة (تصلب الهطول)
قم بتسخين المحلول-المادة المعالجة إلى درجة حرارة تعتيق محددة (بين 482 درجة و621 درجة / 900 درجة فهرنهايت و1150 درجة فهرنهايت).
عقد لمدة 1 إلى 4 ساعات، اعتمادا على الخصائص المطلوبة.
بارد في الهواء إلى درجة حرارة الغرفة
الحالة القديمة المختارة (H900 إلى H1150) ذات الخصائص الميكانيكية المخصصة.
التصنيع وقابلية التشغيل
التشكيل: في الحالة أ، يتمتع 17-4PH بقابلية تشكيل معقولة، لكن عمليات التشكيل يجب أن تقتصر على الانحناء الخفيف. بالنسبة للأشكال المعقدة، يؤدي التلدين بالمحلول قبل العمل على البارد إلى تحسين قابلية التشكيل. من الممكن أيضًا التشكيل على الساخن.
التصنيع: 17-4PH يتمتع بتصنيف قابلية تصنيع يصل إلى 45% تقريبًا مقارنة بالفولاذ الذي يتم تصنيعه مجانًا (بنسبة 100%). في الحالة القديمة، تكون المادة أصعب وأكثر صعوبة في الماكينة. للحصول على أفضل النتائج، استخدم الآلة في الحالة "أ"، ثم قم بالتعتيم حتى تصل إلى الصلابة النهائية.
اللحام: يمكن لحام 17-4PH باستخدام العمليات القياسية مثل TIG، وMIG، وSMAW. ومع ذلك، فإن حرارة اللحام يمكن أن تؤدي إلى تليين المادة محليًا.
يوصى باستخدام -المعالجة الحرارية بعد اللحام لاستعادة القوة في منطقة اللحام. استخدم معادن الحشو المطابقة (مثل 17-4PH أو درجة 630) للحصول على أفضل النتائج.
الطحن والتشطيب: نظرًا لصلابته العالية في الظروف القديمة، يتطلب الطحن اختيارًا مناسبًا للعجلة والمبرد لمنع ارتفاع درجة الحرارة وتلف السطح.
المعايير والمواصفات
يتم تصنيع صفائح وألواح الفولاذ المقاوم للصدأ 17-4PH وفقًا للعديد من معايير الصناعة. عند الشراء، اطلب دائمًا شهادة اختبار المطحنة (MTC) التي تؤكد الامتثال للمواصفات.
|
مواصفة |
وصف |
النماذج المعمول بها |
|
أستم A693 / A693M |
المواصفات القياسية للترسيب-تصلب الألواح والصفائح والأشرطة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ |
ورقة، لوحة، لفائف |
|
ايه ام اس 5604 |
مواصفات المواد الفضائية للصفائح والملف واللوحة 17-4PH |
ورقة، لفائف، لوحة |
|
ايه ام اس 5643 |
مواصفات المواد الفضائية لشريط 17-4PH والمطروقات |
شريط، المطروقات |
|
أستم A564 |
المواصفات القياسية للقضبان المدرفلة على الساخن-والباردة-المنتهية من 17 إلى 4PH |
أشكال الشريط |
|
أونس S17400 |
تسمية نظام الترقيم الموحد |
جميع الأشكال |
|
إن 1.4542 |
التسمية القياسية الأوروبية |
جميع الأشكال |
|
جيس SUS630 |
المعيار الصناعي الياباني |
جميع الأشكال |
|
الدين X5CrNiCuNb16-4 |
التسمية القياسية الألمانية |
جميع الأشكال |
مصدر البيانات: مواصفات متعددة
النماذج المتاحة المشتركة:
الصفيحة: مدرفلة على البارد-سمكها من 0.3 مم إلى 6 مم
اللوحة: مدرفلة على الساخن-بسمك يتراوح من 6 مم إلى 100 مم أو أكثر
الملف: ملفات مشقوقة بدقة أو حافة مطحنة، بعرض يصل إلى 1500 مم
التطبيقات المشتركة
الفضاء الجوي: شفرات التوربينات، ومكونات الضاغط، وأجزاء معدات الهبوط، والأقواس الهيكلية حيث تكون القوة العالية والوزن المعتدل أمرًا بالغ الأهمية.
المعالجة الكيميائية والبتروكيماوية: أعمدة المضخات وسيقان الصمامات ومكونات أوعية الضغط التي يجب أن تتحمل الوسائط المسببة للتآكل والأحمال الميكانيكية العالية.
معالجة الأغذية: أجزاء المعدات التي تتطلب مقاومة للتآكل والقدرة على تحمل دورات التنظيف والتعقيم المتكررة.
النفط والغاز: أدوات قاع البئر، ومكونات رؤوس الآبار، والمعدات البحرية التي تتطلب قوة عالية ومقاومة للغاز الحامض. يحتفظ الصف بخصائصه حتى 316 درجة (600 درجة فهرنهايت)، مما يجعله مناسبًا للعديد من تطبيقات حقول النفط.
الهندسة البحرية: أعمدة المروحة، ومكونات المضخة، والمثبتات-بالرغم من التعرض المستمر لمياه البحر، فكر في استخدام درجات أعلى من-الموليبدينوم.
توليد الطاقة: مكونات التوربينات والمولدات التي تعمل في درجات حرارة معتدلة وتتطلب موثوقية عالية.
الأعمال المعدنية العامة: التروس والأعمدة والمثبتات والبطانات وألواح التآكل التي تتطلب صلابة وقوة عالية.
هل أنت مستعد لتحديد صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ 17-4PH لعملك التالي؟ اتصل بفريق المبيعات الفني لدينا اليوم على +86 19339900211 أو Info@jnalloy.com.
أرسل السُمك والحجم وحالة المعالجة بالحرارة المطلوبة، وسوف نقوم بإرجاع عرض أسعار ثابت مع حسابات الوزن الدقيقة والبيانات الفنية في غضون 24 ساعة.
اختر ورقة 17-4PH من الشركة المصنعةيمكنك الوثوق.
