17-4 PH rustfritt stål: Styrke gjennom nedbørsherding

Betegnelse og standarder

17-4 PH, formelt UNS S17400, er nedbørsherdningsgraden definert som Type 630 i ASTM A693 for plater, ark og strimler og ASTM A564 for stenger og smie. Den europeiske ekvivalenten er 1,4542 (X5CrNiCuNb16-4), den japanske ekvivalenten er SUS630, og den kinesiske ekvivalenten er 05Cr17Ni4Cu4Nb. Betegnelsen 17-4 viser til den nominelle sammensetningen av 17 % krom og 4 % nikkel, og PH står for nedbørsherding.

Betegnelsessystem	Karakter
UNS	S17400
ASTM	A693 / A564 Type 630
EN	1,4542, X5CrNiCuNb16-4
JIS	SUS630
GB	05Cr17Ni4Cu4Nb

Kjemisk sammensetning

Element	Spesifikasjon
C	Mindre enn eller lik 0,07 %
Si	Mindre enn eller lik 1,00 %
Mn	Mindre enn eller lik 1,00 %
P	Mindre enn eller lik 0,040 %
S	Mindre enn eller lik 0,030 %
Cr	15.0-17.5%
Ni	3.0-5.0%
Cu	3.0-5.0%
NB	0.15-0.45%

Kobber er nedbørselementet og niob foredler kornstrukturen og bidrar til alders-herdingsresponsen; karbon holdes lavt for å begrense karbiddannelse og bevare seighet.

Hvordan nedbørsherding fungerer

Prosessen har to trinn. Først gir løsningsgløding ved 1040-1065 grader etterfulgt av rask avkjøling en myk, duktil martensittisk struktur der kobber forblir i fast løsning. For det andre, aldring ved 480-620 grader utfeller fine kobberrike partikler i martensitten. Disse partiklene blokkerer dislokasjonsbevegelser, øker styrke og hardhet. Lavere aldringstemperaturer som 482 grader gir den høyeste styrken med lavere duktilitet; høyere aldringstemperaturer som 595-620 grader reduserer styrke, men forbedrer seighet og duktilitet.

Mekaniske egenskaper etter aldringstilstand

Minimumsverdier for stenger i henhold til ASTM A564 Type 630; hardhetsverdier er typiske.

Betingelse	Aldringstemperatur	Rm min	Rp0,2 min	Forlengelse min	Hardhet typisk
H900	482 grader	Større enn eller lik 1310 MPa	Større enn eller lik 1170 MPa	Større enn eller lik 10 %	≈40-44 HRC
H1025	552 grader	Større enn eller lik 1070 MPa	Større enn eller lik 1000 MPa	Større enn eller lik 12 %	≈35-40 HRC
H1075	580 grader	Større enn eller lik 1000 MPa	Større enn eller lik 860 MPa	Større enn eller lik 13 %	≈33-38 HRC
H1150	621 grader	Større enn eller lik 930 MPa	Større enn eller lik 725 MPa	Større enn eller lik 16 %	≈28-33 HRC

Designverdiene bør bekreftes mot siste utgave av gjeldende standard for den spesifikke produktformen og størrelsen.

Korrosjonsmotstand

I eldre tilstand gir 15-17 % krominnhold god motstand mot atmosfærisk korrosjon, ferskvann, milde industrielle atmosfærer og mange kjemiske medier, sammenlignbar i mange situasjoner med 304 i milde omgivelser, men generelt ikke lik 304 eller 316 i kloridrik eller sterkt sur bruk. Ved bruk av hydrogensulfid må hardheten kontrolleres, for eksempel til maksimalt 33 HRC for oljefeltapplikasjoner i henhold til NACE MR0175/ISO 15156, for å unngå sulfidspenningssprekker.

Søknader

Kombinasjonen av høy styrke, moderat korrosjonsmotstand og dimensjonsstabilitet etter aldring ved lav-temperatur gjør 17-4 PH-standarden for konstruksjonsdeler for luftfart, festeelementer og landings-komponenter, olje- og gassverktøy nedihulls, ventiler og pumpeaksler, kjemisk og petrokjemisk ventiltrim, medisinsk og prosessforming-utstyr, medisinsk og prosessforming-utstyr, mekaniske deler som gir og aksler.

Ofte stilte spørsmål

Hva står 17-4 PH for?

17 % krom, 4 % nikkel, utfellingsherding. Den formelle betegnelsen er UNS S17400.

Hva tilsvarer 17-4 PH?

EN 1.4542 (X5CrNiCuNb16-4), JIS SUS630, GB 05Cr17Ni4Cu4Nb og ASTM A693/A564 Type 630.

Kan 17-4 PH sveises?

Ja. Den er sveiset i løsningen-glødet tilstand med matchende 630-fyllstoff; post-sveisealdring gjenoppretter den fulle styrken til skjøten, og forsiktighet er nødvendig for å unngå at hydrogen sprekker i martensittisk struktur.

Hvilket hardhetsområde kan 17-4 PH oppnå?

Fra ca. 28-33 HRC i H1150-tilstanden til ca. 40-44 HRC i H900-tilstanden, avhengig av aldringstemperaturen.

Er 17-4 PH magnetisk?

Ja. Den er martensittisk og derfor magnetisk under alle varme-behandlede forhold.

17-4 PH vs 304: hva er sterkest?

17-4 PH er vesentlig sterkere, omtrent det dobbelte av flytegrensen på 304 i H900-tilstanden, men 304 har bedre korrosjonsmotstand i klorid- og syredrift.