Stale nierdzewne utwardzane wydzieleniowo 17-7 PH vs 15-7 PH: wytrzymałość klasy lotniczej

 

Jaki jest ich podstawowy skład i różnice we właściwościach mechanicznych?

17-7 PH zawiera 16-18% Cr, 6,5-7,75% Ni, 0,75-1,5% Al i mniej niż lub równo 0,09% C, osiągając granicę plastyczności 1380 MPa w stanie po obróbce cieplnej TH1050. Jest to najczęściej stosowany gatunek PH do lekkich komponentów lotniczych. 15-7 PH zawiera 14–16% Cr, 6,5–7,75% Ni, 0,75–1,5% Al i mniej niż lub równą 0,09% C, przy niższej zawartości chromu, która zwiększa wytrzymałość przy jednoczesnym zachowaniu granicy plastyczności 1240 MPa w tym samym stanie obróbki cieplnej. Obydwa gatunki zyskują wytrzymałość poprzez wytrącanie niklu i aluminium fazy międzymetaliczne podczas starzenia, eliminując potrzebę hartowania i odpuszczania jak standardowe stale martenzytyczne.

Jak ich wytrzymałość i wytrzymałość odpowiadają zastosowaniom lotniczym?

17-7 Wysoka wytrzymałość szczytowa PH sprawia, że idealnie nadaje się do elementów wrażliwych na ciężar-, takich jak klapy skrzydeł samolotów, stateczniki rakiet i części konstrukcyjne satelitów, gdzie minimalizacja masy przy jednoczesnej maksymalizacji nośności ma kluczowe znaczenie.15-7 Doskonała wytrzymałość PH nadaje się do elementów narażonych na uderzenia lub obciążenia cykliczne, takich jak części podwozia, elementy wirnika helikoptera i sprzęt obronny, który wymaga odporności na pękanie pod wpływem naprężeń. Obydwa gatunki zachowują swoją wytrzymałość w temperaturach do 315 stopni , dzięki czemu nadają się do elementów komory silnika i innych wysokotemperaturowych części lotniczych.

Jak ich odporność na korozję wypada w porównaniu z innymi-gatunkami o wysokiej wytrzymałości?

17-7 PH zapewnia odporność na korozję porównywalną do 304, dobrze sprawdza się w środowiskach atmosferycznych, słodkowodnych i łagodnych środowiskach chemicznych powszechnych w przemyśle lotniczym.15-7 PH niższa zawartość chromu nieznacznie zmniejsza jego odporność na korozję w porównaniu do 17-7 PH, ale nadal przewyższa standardowe gatunki martenzytyczne, takie jak 410, w środowiskach wilgotnych lub mgły solnej (np. operacje na przybrzeżnych lotniskach). Żaden gatunek nie jest zalecany do zastosowań morskich. lub środowiska o wysokiej zawartości chlorków bez powłok ochronnych, ponieważ ich odporność na korozję jest drugorzędna w stosunku do ich właściwości wytrzymałościowych.

Jakie są najważniejsze wytyczne dotyczące obróbki cieplnej dla tych gatunków PH?

W przypadku 17-7 PH standardowy cykl obróbki cieplnej obejmuje: wyżarzanie rozpuszczające w temperaturze 1065 stopni, hartowanie do temperatury pokojowej, następnie starzenie w temperaturze 510 stopni (stan TH1050) przez 1 godzinę w celu osiągnięcia maksymalnej wytrzymałości. 15-7 PH wykorzystuje tę samą temperaturę wyżarzania rozpuszczającego, ale korzystniejsze jest starzenie w temperaturze 538 stopni przez 1 godzinę, co równoważy wytrzymałość i wytrzymałość w zastosowaniach odpornych na uderzenia. Należy unikać nadmierne starzenie obu gatunków, ponieważ powoduje to zgrubienie faz międzymetalicznych, zmniejszając wytrzymałość i zwiększając z czasem kruchość.

Jakie są kluczowe ograniczenia dotyczące produkcji i zastosowań?

Obydwa gatunki są trudne w obróbce w stanie postarzałym,-zawsze w stanie-wyżarzonym, a następnie poddawane obróbce cieplnej w celu uzyskania wytrzymałości końcowej, zminimalizowania zużycia narzędzia i poprawy wykończenia powierzchni. Spawanie nie jest zalecane w przypadku elementów-nośnych o krytycznym obciążeniu, ponieważ zakłóca to mikrostrukturę-utwardzoną wydzieleniowo i zmniejsza wytrzymałość w-strefie wpływu ciepła.17-7 PH i Stale 15-7 PH są droższe niż standardowe stale nierdzewne, dlatego należy je stosować tylko wtedy, gdy ich wysoki stosunek wytrzymałości do masy ma kluczowe znaczenie dla wydajności danego zastosowania.