Właściwości mechaniczne stali nierdzewnej 17-4PH: Warunki od H900 do H1150

Jak 17-4PH uzyskuje swoje właściwości mechaniczne

17-4PH, UNS S17400, to martenzytyczna stal nierdzewna-utwardzana wydzieleniowo. Po obróbce przesycającej stop jest dostarczany w stanie A, stanie miękkim i odkształcalnym, a następujący po nim etap starzenia powoduje wytrącenie cząstek bogatych w miedź w osnowie martenzytycznej. Temperatura starzenia wyznacza ostateczną równowagę właściwości: niższe temperatury starzenia dają najwyższą wytrzymałość, podczas gdy wyższe temperatury tracą część wytrzymałości na plastyczność i udarność. W tym artykule wymieniono właściwości mechaniczne prętów, drutu i odkuwek opublikowane w normie AMS 5643, blach, taśm i płyt w normie AMS 5604 oraz blach w tej samej rodzinie obróbki, dzięki czemu projektant może określić stan za pomocą znanych liczb.

Znaczenie kodów stanu

Kody warunków, takie jak H900 i H1150, określają temperaturę starzenia w stopniach Fahrenheita: H900 dojrzewa w temperaturze 900 stopni F (482 stopni), H925 w temperaturze 925 stopni F (496 stopni), H1025 w temperaturze 1025 stopni F (552 stopni), H1075 w temperaturze 1075 stopni F (579 stopni), H1100 w temperaturze 1100 stopni F (593 stopnie) i H1150 w temperaturze 1150 stopni F (621 stopni). Czas starzenia wynosi jedną godzinę, po czym następuje chłodzenie powietrzem. Przyrostek M oznacza minimalną900obróbkę rozciągającą H1150, a D podwójną-obróbkę H1150; oba zwiększają odporność na pękanie{{26}korozyjne naprężeniowe w porównaniu z pojedynczym starzeniem. Każdy warunek kontroluje również twardość, więc kod w pełni opisuje oczekiwany stan mechaniczny.

Właściwości mechaniczne pręta 17-4PH (AMS 5643)

Stan	Wytrzymałość na rozciąganie (ksi / MPa)	granica plastyczności 0,2% (ksi/MPa)	Wydłużenie % (2 cale / 4D)	Zmniejszenie powierzchni %	Twardość Rockwella C
Warunek A	–	–	–	–	39 maks
H900	190 / 1310	170 / 1172	10	40	40–47
H925	170 / 1172	155 / 1069	10	44	38–45
H1025	155 / 1069	145 / 1000	12	45	34–42
H1075	145 / 1000	125 / 862	13	44	31–38
H1100	140 / 965	115 / 793	14	45	30–37
H1150	135 / 931	105 / 724	16	50	28–37

Wartości są zgodne z normą AMS 5643 i stanowią wartości minimalne dla zakresów rozmiarów objętych specyfikacją. Konwersje MPa są zaokrąglone.

Właściwości mechaniczne arkuszy, taśm i płyt 17-4PH (AMS 5604)

Arkusze, taśmy i płyty są objęte normą AMS 5604. Minimalna wytrzymałość odpowiada wartościom pręta, natomiast minimalne wydłużenie jest niższe, ponieważ cienki materiał jest testowany w kierunku poprzecznym; zakresy twardości są takie same jak dla pręta.

Stan	Wytrzymałość na rozciąganie (ksi / MPa)	granica plastyczności 0,2% (ksi/MPa)	Wydłużenie % (2 cale, arkusz o grubości poniżej 0,1874 cala)	Twardość Rockwella C
Warunek A	–	–	–	38 maks
H900	190 / 1310	170 / 1172	5	40–47
H925	170 / 1172	155 / 1069	5	38–45
H1025	155 / 1069	145 / 1000	5	35–42
H1075	145 / 1000	125 / 862	5	33–39
H1100	140 / 965	115 / 793	5	32–38
H1150	135 / 931	105 / 724	8	28–37

Wartości płyt, warunki przekroczenia wartości i wybór stanu

Opublikowane dane płyty w H900 pokazują wytrzymałość na rozciąganie 190 000 psi, plastyczność 170 000 psi, wydłużenie 10%, zmniejszenie powierzchni o 40%, twardość 388 Brinella i 40 Rockwell C; w H1150 to samo źródło podaje wytrzymałość na rozciąganie 135 000 psi, wydajność 105 000 psi, wydłużenie 16%, zmniejszenie powierzchni o 50%, 277 Brinella i 28 Rockwella C. Przestarzała obróbka dodatkowo poszerza zakres: H1150-M zapewnia minimalną wytrzymałość na rozciąganie 115 000 psi przy wydłużeniu 18% i 55% zmniejszenie powierzchni, a H1150-D daje minimalną wytrzymałość na rozciąganie 125 000 psi przy 16% wydłużeniu i 50% zmniejszeniu powierzchni, przy twardości Brinella od około 255 do 311 dla stanu podwójnego starzenia.

Wybór warunku dla Twojej części

Stosuj H900, gdy wymagana jest maksymalna wytrzymałość i twardość oraz dopuszczalna jest pewna utrata plastyczności, na przykład wały, sworznie, elementy złączne i części zużywalne. Przejdź na H1025–H1100, aby znaleźć złoty środek pomiędzy wytrzymałością a wytrzymałością. Wybierz H1150, H1150-M lub H1150-D do komponentów obciążonych-udarami i do zastosowań, w których odporność na pękanie spowodowane korozją naprężeniową ma kluczowe znaczenie. Części obrobione w stanie A, a następnie poddane starzeniu, ulegną niewielkiej zmianie wymiarów podczas starzenia, dlatego naddatki na wykończenie powinny uwzględniać tę samą praktykę, co w przypadku innych gatunków utwardzanych wydzieleniowo.

Często zadawane pytania

Jaka jest wytrzymałość na rozciąganie 17-4PH przy H900?Minimum 190 ksi (1310 MPa), przy granicy plastyczności 0,2% wynoszącej 170 ksi (1172 MPa), 10% wydłużeniu i 40% zmniejszeniu powierzchni pręta według AMS 5643.

Jak H1150 wypada w porównaniu z H900?H1150 oferuje około 55 ksi wytrzymałości na rozciąganie za mniej więcej dwukrotnie większe minimalne wydłużenie i lepszą udarność, dlatego jest preferowany w przypadku obciążeń dynamicznych.

Dlaczego wydłużenie blachy jest mniejsze niż wydłużenie pręta?Arkusz, taśma i płyta są badane w kierunku poprzecznym przy użyciu krótszej grubości, więc minimalne wartości wydłużenia wynoszące 5% przy H900 są niższe niż 10% wskazane dla pręta badanego wzdłużnie.

Jakiej twardości można się spodziewać w H900?Rockwell C 40–47 do prętów i blach; Wartości tablicowe są powszechnie podawane jako 388 Brinella i 40 Rockwella C.

Co oznaczają H1150-M i H1150-D?M i D to zmodyfikowane powłoki H1150, poddane minimalnej-rozciąganiu i podwójnemu-starzeniu, które poprawiają-odporność na pękanie korozyjne naprężeniowe przy nieco zmniejszonej wytrzymałości.

Czy 17-4PH może być dostarczony w Warunku A?Tak, w-wyżarzonym w roztworze stanie A, o twardości do około 38–39 Rockwella C, dzięki czemu producenci mogą obrabiać część przed starzeniem.

Które specyfikacje regulują 17-4PH?Pręty, druty i odkuwki objęte są normami AMS 5643 i ASTM A564 typ 630; arkusze, taśmy i płyty według AMS 5604; oznaczenie europejskie to EN 10088-3, 1.4542 (X5CrNiCuNb16-4).