Edelstahl 17-4PH

Material

Alloy 17-4PH ist ein ausscheidungshärtender martensitischer Edelstahl mit Cu- und Nb/Cb-Zusätzen. Die Sorte kombiniert hohe Festigkeit, Härte (bis zu 300 °C / 572 °F) und Korrosionsbeständigkeit. Mechanische Eigenschaften können durch Wärmebehandlung optimiert werden. Es können sehr hohe Streckgrenzen von bis zu 1100-1300 MPa (160-190 ksi) erreicht werden.

Allgemeine Eigenschaften

Alloy 17-4PH (UNS S17400), Typ 630, ist ein ausscheidungshärtender martensitischer Chrom-Nickel-Kupfer-Edelstahl mit Zusatz von Niob. 17-4PH kombiniert hohe Festigkeit und Härte mit guter Korrosionsbeständigkeit.
Die Legierung wird im lösungsgeglühten Zustand (Zustand A) geliefert. Es sollte nicht bei Temperaturen über 300 °C (572 °F) oder für den kryogenen Betrieb verwendet werden. Optimale mechanische Eigenschaften können erreicht werden, indem die Legierung aushärtenden Wärmebehandlungen unterzogen wird. Die Wärmebehandlung im Bereich von 482 °C (900 °F) erzeugt die höchste Festigkeit.

Anträge

Luft- und Raumfahrt – Struktur und Teile
Biomedizin – Handwerkzeuge
Chemische Verarbeitung
Ausrüstung für die Lebensmittelverarbeitung
Absperrschieber
Mechanische Komponenten
Aufbereitung und Lagerung von nuklearen Abfällen
Öl- und Gasförderung – Folien, Hubschrauberdeckplattformen usw.
Zellstoff und Papier — Papierfabrik
Ausrüstung

Normen

ASTM........ A 693
ASME........ SA 693
AMS.......... 5604

Korrosionsbeständigkeit

Die Korrosionsbeständigkeit von Alloy 17-4PH ist in den meisten Umgebungen mit Edelstahl 304 vergleichbar und ist im Allgemeinen den Edelstählen der Serie 400 überlegen. Es wird in Anwendungen eingesetzt, bei denen die Kombination aus mäßiger Korrosionsbeständigkeit und ungewöhnlich hoher Festigkeit erforderlich ist. Die Legierung 17-4PH hat eine Korrosionsbeständigkeit, die mit 304L in einigen Anwendungen in der Chemie-, Molkerei-, Lebensmittel-, Papier- und Erdölindustrie vergleichbar ist.
Die Legierung 17-4PH im lösungsgeglühten Zustand (Zustand A) sollte generell nicht in Betrieb genommen werden. Die Legierung unterliegt Sprödbrüchen und ist empfindlicher gegenüber Chlorid-Spannungsrisskorrosion als das gealterte Material.
Wenn das Risiko einer Chlorid-Spannungsrisskorrosion besteht, sollten die höheren Alterungstemperaturen über 550 °C (1022 °F), vorzugsweise 590 °C (1094 °F) gewählt werden. 550 °C (1022 °F) ist die empfohlene Anlasstemperatur im Chloridbetrieb. 590 °C (1094 °F) wird in H2S-Medien bevorzugt.

Die Legierung 17-4PH unterliegt Spaltkorrosion und Lochfraß, wenn sie über einen längeren Zeitraum stehendem Meerwasser ausgesetzt ist.

Chemische Analyse

Gewicht % (alle Werte sind maximal, sofern kein Bereich anders angegeben ist)


Chrom	15.0 min.-17.5 max.	Phosphor	0.04
Nickel	3.0 min.-5.0 max.	Schwefel	0.03
Kupfer	3.0 min.-5.0 max.	Silizium	1.0
Kohlenstoff	0.07	Nobium plus Tantal	0.15 min.-0.45 max.
Mangan	1.0	Eisen	Gleichgewicht

Physikalische Eigenschaften (Zustand A)

Dichte

0,280 Pfund/in3
7,75 g/cm3

Spezifische Wärme

0,11 BTU/lb-°F @ 70°F)
460 J/kg-°C @ 20°C)

Elastizitätsmodul

28,5 x 106 psi
196 GPa

Wärmeleitfähigkeit 100 °C (212 °F)

10,6 BTU/Std/ft2/ft/°F
18,3 W/m-°K

Schmelzbereich

2560 – 2625°F
1404 – 1440°C

Elektrischer Widerstand

29,5 Mikrohm Zoll bei 75 °C
75 Mikrohm-cm bei 24°C

Mittlerer Wärmeausdehnungskoeffizient

Temperaturbereich
°F	°C	in/in °F	cm/cm °C
70-800	21-427	6,3 x 10-6 cm	11,3 x 10-6 cm

Mechanische Eigenschaften

Raumtemperatureigenschaften (Längsrichtung)
Garantierte Werte (warmgewalzte Bleche nach ASTM A693)
Tabelle 1

Wärmebehandlung		Streckgrenze 0,2 % Versatz		Ultimative Zugfestigkeit Kraft		Verlängerung
		(MPa)	Ksi	(MPa)	Ksi	%
Aushärtung 496 °C (925 °F) 4 h, Luftkühlung	Min.	1070	155	1170	170	8
Aushärtung 496 °C (925 °F) 4 h, Luftkühlung	Typ.	1207	175	1310	190	14
Aushärtung 593 °C (1100°F) 4 h, Luftkühlung	Min.	790	115	965	140	10
Aushärtung 593 °C (1100°F) 4 h, Luftkühlung	Typ.	931	135	1034	150	17

Fertigungsdaten

Die Legierung 17-4PH kann leicht geschweißt und mit den üblichen Fertigungsverfahren in der Werkstatt verarbeitet werden. Es ist magnetisch.

Wärmebehandlung

Die Legierung 17-4PH wird im lösungsgeglühten Zustand (Zustand A) geliefert. Die mechanischen Eigenschaften können durch nachträgliche Aushärtungsbehandlungen verändert werden. Diese Alterungsbehandlungen werden als Erkrankungen H900, H1025, H1075, H1150, H1150M und H1150D bezeichnet. Die Prozesse sind in Tabelle 2 unten aufgeführt. Die resultierenden mechanischen Eigenschaften sind oben in Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 2

ZUSTAND	Temperatur °F	Zeit, h	Löschen
H900-KARTON	900	4	Luftkühlung
H1025-KARTON	1025	4	Luftkühlung
H1075-KARTON	1075	4	Luftkühlung
H1150-KARTON	1150	4	Luftkühlung
H1150M	1400 für 2 h, air cool plus 1150 für 4 h, air cool
H1150D	1400 für 2 h, air cool plus 1150 für 4 h, air cool

Kaltumformung

Die Legierung 17-4PH hat nur begrenzte Kaltumformeigenschaften. Die Kaltumformung kann nur an Blechen im vollgeglühten Zustand durchgeführt werden. Die Spannungskorrosionsbeständigkeit wird durch die Wiederalterung bei der Ausscheidungshärtungstemperatur nach der Kaltumformung erhöht.

Warmumformung

Gleichmäßig bei 950 – 1200 °C (1742 – 2192 °F) erhitzen. Nach der Warmumformung muss ein Volllösungsglühen erfolgen, der unter 25 °C (76 °F) abkühlt und bei der erforderlichen Temperatur altert. Die Wärmebehandlung nach dem Forming sollte eine Funktion der gewünschten mechanischen Eigenschaften sein.

Zerspanung

Die Legierung 17-4PH kann sowohl unter lösungsbehandelten als auch unter ausscheidungsgehärteten Bedingungen bearbeitet werden. Die Bearbeitungseigenschaften können je nach Härte des Metalls variieren. Hochgeschwindigkeitswerkzeuge sind akzeptabel, aber Hartmetallwerkzeuge werden bevorzugt. Es sollte eine Standardschmierung verwendet werden. Dimensionsänderungen, die sich aus der Wärmebehandlung ergeben, sollten berücksichtigt werden, wenn sehr enge Toleranzen erforderlich sind.

Schneiden

Die Legierung 17-4PH kann problemlos mit den meisten Standardverfahren geschweißt werden, einschließlich SMAW, GTAW, PAW und MSG.

Schweißen

Die Legierung 17-4PH kann problemlos mit den meisten Standardverfahren geschweißt werden, einschließlich SMAW, GTAW, PAW und MSG.