Die Legierung 17-4PH ist ein ausscheidungshärtender martensitischer Edelstahl mit Cu- und Nb/Cb-Zusätzen. Die Sorte kombiniert hohe Festigkeit, Härte (bis zu 572 °F /300 °C) und Korrosionsbeständigkeit. Mechanische Eigenschaften können durch Wärmebehandlung optimiert werden. Es können sehr hohe Streckgrenzen bis zu 1100-1300 MPa (160-190 ksi) erreicht werden.
Allgemeine Eigenschaften
Die Legierung 17-4PH (UNS S17400), Typ 630, ist ein chrom-nickel-kupfer-ausscheidungshärtender martensitischer 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 kryogene Anwendungen verwendet werden. Optimale mechanische Eigenschaften können erreicht werden, indem die Legierung einer aushärtenden Wärmebehandlung unterzogen wird. Die Wärmebehandlung im Bereich von 482 °C (900 °F) erzeugt die höchste Festigkeit.
Die Korrosionsbeständigkeit der Legierung 17-4PH ist in den meisten Umgebungen vergleichbar mit der von Edelstahl 304 und im Allgemeinen besser als die der Edelstähle der Serie 400. Es wird in Anwendungen eingesetzt, bei denen die Kombination aus mäßiger Korrosionsbeständigkeit und ungewöhnlich hoher Festigkeit erforderlich ist.
Die Legierung 17-4PH kann durch die üblichen Fertigungsverfahren in der Werkstatt leicht geschweißt und verarbeitet werden. Es ist magnetisch.
Anträge
- Luft- und Raumfahrt – Strukturen und Teile
Biomedizin – Handwerkzeuge
Chemische Verarbeitung
Ausrüstung für die Lebensmittelverarbeitung
Absperrschieber
Mechanische Komponenten
Aufbereitung und Lagerung von nuklearen Abfällen
Öl- und Gasförderung – Folien, Hubschrauberdeck-Plattformen usw.
Zellstoff und Papier — Papierfabrik
Ausrüstung
Normen
ASTM........ A 693ASME........ SA 693
AMS.......... 5604
Korrosionsbeständigkeit
Die Korrosionsbeständigkeit der Legierung 17-4PH ist in den meisten Umgebungen vergleichbar mit der von Edelstahl 304 und im Allgemeinen besser als die der Edelstähle der Serie 400. 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 der von 304L in einigen Chemie-, Milch-, Lebensmittel-, Papier- und Erdölanwendungen vergleichbar ist.
Die Legierung 17-4PH im lösungsgeglühten Zustand (Zustand A) sollte in der Regel nicht in Betrieb genommen werden. Die Legierung unterliegt spröden Brüchen und ist empfindlicher gegenüber Chlorid-Spannungsrisskorrosion als das gealterte Material.
Wenn die Gefahr einer Chlorid-Spannungsrisskorrosion besteht, sollten die höheren Alterungstemperaturen über 550 °C (1022 °F), vorzugsweise 590 °C (1094 °F) gewählt werden. 1022 °F (550 °C) ist die empfohlene Anlasstemperatur im Chlorid-Betrieb. 1094 °F (590 °C) wird in H2S-Medien bevorzugt.
Die Legierung 17-4PH unterliegt Spaltkorrosion und Lochfraßangriffen, wenn sie über einen längeren Zeitraum stehendem Meerwasser ausgesetzt wird.
Chemische Analyse
Gewicht % (alle Werte sind maximal, sofern nicht anders angegeben)
|
|
|
|
|
|
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 (Bedingung A)
Dichte
0,280 Pfund/Zoll37,75 g/cm3
Spezifische Wärme
0,11 BTU/lb-°F @ 70°F)460 J/kg-°C @ 20°C)
Elastizitätsmodul
28,5 x 106 psi196 GPa
Wärmeleitfähigkeit 212 °F (100 °C)
10,6 BTU/h/ft2/ft/°F18,3 W/m-°K
Schmelzbereich
2560 – 2625 °F1404 – 1440°C
Elektrischer Widerstand
29,5 Mikrohm-Zoll bei 75 °C75 Mikrohm-cm bei 24°C
|
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
Eigenschaften der Raumtemperatur (Längsrichtung)
Garantierte Werte (ASTM A693 warmgewalzte Bleche)
Tabelle 1
|
Wärmebehandlung |
Streckgrenze 0,2 % Ausgleich |
Ultimative Zugfestigkeit Kraft |
Verlängerung |
|||
|
|
(MPa) |
Ksi |
(MPa) |
Ksi |
% |
|
|
Härtung 496 °C (925 °F) 4 h, Luftkühlung |
Min. |
1070 |
155 |
1170 |
170 |
8 |
|
Typ. |
1207 |
175 |
1310 |
190 |
14 |
|
|
Aushärtung 593 °C (1100 °F) 4 h, Luftkühlung |
Min. |
790 |
115 |
965 |
140 |
10 |
|
Typ. |
931 |
135 |
1034 |
150 |
17 |
|
Fertigungsdaten
Die Legierung 17-4PH kann durch die üblichen Fertigungsverfahren in der Werkstatt leicht geschweißt und verarbeitet werden. Es ist magnetisch.
Wärmebehandlung
Die Legierung 17-4PH wird im lösungsgeglühten Zustand (Zustand A) geliefert. Die mechanischen Eigenschaften können durch nachfolgende Aushärtungsbehandlungen verändert werden. Diese Alterungsbehandlungen werden als Zustände H900, H1025, H1075, H1150, H1150M und H1150D bezeichnet. Die Prozesse sind in Tabelle 2 unten dargestellt. Die daraus resultierenden mechanischen Eigenschaften sind oben in Tabelle 1 aufgeführt.
Tabelle 2
|
ZUSTAND |
Temperatur °F |
Zeit, h |
Löschen |
|
Nr. H900 |
900 |
4 |
Luftkühlung |
|
Nr. H1025 |
1025 |
4 |
Luftkühlung |
|
Nr. H1075 |
1075 |
4 |
Luftkühlung |
|
Nr. H1150 |
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 eingeschränkte Kaltumformeigenschaften. Die Kaltumformung kann nur an Blechen im vollgeglühten Zustand durchgeführt werden. Die Spannungskorrosionsbeständigkeit wird durch Wiederalterung bei der Ausscheidungshärtetemperatur nach der Kaltumformung erhöht.
Warmumformung
Gleichmäßig bei 950 – 1200 °C (1742 – 2192 °F) erhitzen. Nach der Warmumformung muss eine vollständige Lösungsglühung erfolgen, die 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 in lösungsbehandelten als auch in 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. Maßänderungen infolge der Wärmebehandlung sollten berücksichtigt werden, wenn sehr enge Toleranzen erforderlich sind.
Schneiden
Die Legierung 17-4PH kann mit den meisten Standardverfahren wie SMAW, GTAW, PAW und GMAW problemlos geschweißt werden.
Schweißen
Die Legierung 17-4PH kann mit den meisten Standardverfahren wie SMAW, GTAW, PAW und GMAW problemlos geschweißt werden.