630 (17-4 PH) vs 631 (17-7 PH) sademekindlad roostevabad terased: mitmekülgne vs kosmosesõiduki tugevus

Sissejuhatus: Tugevus väljaspool lõõmutamist

630 (17-4 PH, UNS S17400, EN 1.4542) ja 631 (17-7 PH, UNS S17700, EN 1.4568) on martensiitsed sademekindlad roostevabad terased. Mõlemad tarnitakse pehme lõõmutatud olekus ja seejärel kõvastatakse madalal temperatuuril vanandamisega, mis sadestab peened intermetallilised osakesed. Tulemuseks on roostevaba teras, mille voolavuspiir on vahemikus 1000 kuni 1500 MPa. Need kaks klassi erinevad sulamisüsteemi, kuumtöötlemise reaktsiooni ja kavandatud turgude poolest: 630 on üldine tööstuslik tööhobune, samas kui 631 saavutab suurema tugevuse kosmosesõidukite jaoks.

Keemilise koostise võrdlus (ASTM A693)

Element (massi%)	630 (17-4 PH)	631 (17-7 PH)
Süsinik (C)	0,07 max	0,09 max
Mangaan (Mn)	1.00 max	1.00 max
Fosfor (P)	0,040 max	0,040 max
Väävel (S)	0,030 max	0,030 max
Räni (Si)	1.00 max	1.00 max
Kroom (Cr)	15.00 - 17.50	16.00 - 18.00
Nikkel (Ni)	3.00 - 5.00	6.50 - 7.75
Vask (Cu)	3.00 - 5.00	-
Nioobium + tantaal (Nb+Ta)	0.15 - 0.45	-
Alumiinium (Al)	-	0.75 - 1.50
raud (Fe)	Tasakaal	Tasakaal

Kuumtöötlus ja sellest tulenev tugevus

Seisund	Ravi	Tõmbetugevus (min)	Tootlus (min)	Kõvadus
630 H900	Lahusanniil ~1040 C, vanus 482 C / 1 h	1310 MPa	1170 MPa	~40 HRC
630 H1150	Vanus 621 C / 4 h	930 MPa	725 MPa	~33 HRC
631 TH1050	Lahuslõõmutamine ~1065 C, vanus 510 C	1450 MPa	1310 MPa	~44 HRC
631 RH950	Külmutus + vanus 510 C	1620 MPa	1520 MPa	~48 HRC

Väärtused järgivad ASTM A564. 630 puhul annab 482 C juures vanandamine maksimaalse tugevuse ja 621 C juures vanandamine annab parema sitkuse. 631 puhul kombineerib marsruut TH1050 kõrge temperatuuri muutumist vananemisega 510 °C juures ja marsruut RH950 lisab kõrgeima tugevuse saavutamiseks miinus{10}}töötluse.

Rakendused

630 kasutatakse nafta- ja gaasipuuraukude, pumpade võllide, ventiilivarte, kinnitusdetailide, hammasrataste, turbiinikomponentide ja ortopeediliste kirurgiainstrumentide jaoks, kus kõrge tugevus, mõõdukas korrosioonikindlus ja ökonoomsus on tasakaalus. 631 kasutatakse lennukite konstruktsiooniosade, maandumis-teisikute komponentide, vedrude, lõõtsade, rakettide tugevuse,{3}lõõtsade, kinnitusdetailide jaoks. väsimuskindlus ja sitkus krüogeensel temperatuuril.

Korrosioonikindlus ja piirangud

Mõlemad klassid pakuvad paljudes keskkondades korrosioonikindlust tasemete 304 ja 430 vahel, kuid kumbki ei ole ette nähtud mere- ega kangete{2}}kloriidide kasutamiseks; võib tekkida auk- ja pingekorrosioon. Korrosiooniga-domineeriva konstruktsiooni puhul on standardne lahendus molübdeen-austeniit, näiteks 316L.

Kulude ja valmistamise vahetus-allahindlused

630 on materjalipõhiselt ligikaudu 15–20 protsenti odavam kui 631 ning seda on lihtsam töödelda ja keevitada, mistõttu on see tööstuslike komponentide vaikimisi sademete -kõvenemisaste. 631, millel on madalam vormitavus ja see nõuab rohkem spetsialiseerunud tootmist, mis on heaks kiidetud lennunduses, kus selle tugevus{6}}jõudlus-õigustab kulukaalu ja võimsust.

Valikujuhised

Eelistage 630 tööstuslike ülitugevate osade jaoks, kus ökonoomsus ja töödeldavus on olulised. Valige 631, kus on nõutav kosmosesõiduki -tugevus, väsimus ja krüogeenne tugevus. Kloriidi või merevee keskkonnas kasutage PH-terase asemel korrosioonikindlat -klassi.

KKK

1. Mida tähendab PH 17-4 PH puhul?

PH tähistab sademetega kõvenemist. Teras on karastatud vananemise teel, mis sadestab martensiitset maatriksit tugevdavaid peenosakesi, mitte ainult karastamise ja karastamise teel.

2. Mis on 17-4 PH ja 17-7 PH EN ekvivalent?

17-4 PH on EN 1.4542 (X5CrNiCuNb16-4). 17-7 PH on EN 1.4568 (X7CrNiAl17-7). UNS-i numbrid on vastavalt S17400 ja S17700.

3. Kas 630 ja 631 saab keevitada?

Jah, lõõmutatud või üle vananenud olekus. Pärast keevitamist taastab täieliku lahusega lõõmutamine ja taas-vanandamine soojustsoonis nõutavad omadused.

4. Miks kasutatakse 631 kosmosetööstuses?

Selle alumiinium{0}}põhine sadestamissüsteem tagab voolavuspiirid üle 1300 MPa, hea väsimuse ja krüogeense sitkusega ning madalama tiheduskuluga kui paljud konkureerivad üli-kõrge{3}}tugevad sulamid.

5. Milline klass on merevee jaoks parem?

Kumbki mitte. Mõlemad on kloriiditöös vastuvõtlikud punkt- ja pingekorrosioonipragude tekkele. Merevee jaoks määrake 316L või dupleksaste.

6. Kuidas tuvastatakse tunnistusel lõplik tingimus?

Tingimus on märgitud vananemistemperatuuriga, näiteks 630 H900 või 631 TH1050, koos UNS-i tähisega S17400 või S17700 ja reguleeriva spetsifikatsiooniga, nagu ASTM A564.