0
04136674922

فولاد زنگ نزن رسوب سخت شونده ۱۷- ۴PH

 

نویسنده: خانم سیمین حاتمی، عصر مواد


 

فولادهای زنگ نزن گروه وسیع و پر کاربردی از فولادها هستند که بیشتر برای مقاومت در برابر انواع خوردگی ها توسعه یافته اند. عنصر پایه و اصلی آلیاژی در این فولادها کروم است که حداقل حدود ۱۱ درصد در ترکیب آن ها وجود دارد. متداول ترین دسته بندی فولادهای زنگ نزن، دسته بندی آن ها به انواع مارتنزیتی، فریتی، آستنیتی، دو فازی فریتی – آستنیتی (دوپلکس) و رسوب سخت شونده است.

فولادهای زنگ نزن رسوب سخت شونده (Precipitation Hardening) برای دستیابی به استحکام و چقرمگی بالا و در عین حال داشتن مقاومت خوب به خوردگی توسعه یافته اند. محدودیت های افزایش استحکام فولادهای زنگ نزن آستنیتی و فریتی توسط تشکیل محلول جامد و کرنش سختی، همچنین انعطاف پذیری و چقرمگی محدود فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی (که دارای درصد کربن زیاد و در نتیجه سختی بالایی هستند) منجر به تولید و گسترش این نوع فولادها شده است. افزایش استحکام در فولادهای زنگ نزن رسوب سختی ناشی از تشکیل ترکیبات بین فلزی Ni3Al در آستنیت یا زمینه مارتنزیت کم کربن نرم است.

میزان عناصر آلیاژی در فولادهای زنگ نزن رسوب سختی به نحوی تنظیم می شود که بتوان در دمای اتاق یکی از انواع زمینه های مارتنزیت پایدار، آستنیت ناپایدار (که به سادگی بتوان آن را به مارتنزیت تبدیل کرد) و یا آستنیت کاملاً پایدار را داشت. بنابراین طراحی آلیاژ این امکان را فراهم می کند که بتوان سه خانواده از فولادهای زنگ نزن رسوب سختی را دارا بود. این سه خانواده عبارت اند از: مارتنزیتی، نیمه آستنیتی و آستنیتی.

عملیات رسوب سختی یا پیرسازی (Aging) برای هر سه خانواده از فولادهای زنگ نزن رسوب سختی یکسان بوده و در دماهای نسبتاً پایین انجام می شود. این دما برای نوع مارتنزیتی و نیمه آستنیتی در حدود ۵۰۰ درجه سانتیگراد و برای نوع آستنیتی در حدود ۷۰۰ درجه سانتیگراد است. اگر چه این نوع فولادها در نامگذاری AISI با شماره ۶۰۰ مشخص شده اند ولی نام آن ها در نامگذاری استاندارد SAE در صنعت متداول تر است. یکی از پر کاربردترین فولادهای زنگ نزن رسوب سختی، آلیاژ ۶۳۰ از نوع مارتنزیتی است که نام استاندارد SAE آن ۱۷-۴PH (هفده-چهار پی اچ) بوده و با همین نام هم شناخته می شود. در نامگذاری UNS، کد این فولاد S17400 است. کد مواد آن در استانداردهای DIN EN نیز ۱٫۴۵۴۲ است.

فولاد زنگ نزن ۱۷-۴PH یکی از کاربردی ترین فولادهای رسوب سخت شونده است که در صنعت استفاده می شوند. این فولاد ترکیب بهینه ای از خواصی را دارد که هم مورد توجه طراحان است، هم پروسه ساخت را ساده می کند و از طرفی نیز کاهش هزینه را موجب می شود. این آلیاژ، یک فولاد زنگ نزن مارتنزیتی رسوب سخت شونده است که ترکیب بهینه ای از استحکام بالا، مقاومت خوردگی خوب، خواص مکانیکی خوب تا دمای ۳۱۶ درجه سانتیگراد، چقرمگی خوب (هم در فلز پایه و هم در منطقه جوش)، داشتن قابلیت عملیات حرارتی در دماها و زمان های پایین (که این مورد سبب کاهش مواردی مانند اعوجاج و پوسته دار شدن (scaling) می شود) را دارا است و به طور گسترده ای در هوا فضا، صنایع شیمیایی، پتروشیمی، صنایع غذایی، کاغذ و … استفاده می شود.

 

 

 

ترکیب شیمیایی:

ترکیب شیمیایی فولاد زنگ نزن ۱۷-۴PH به صورت جدول زیر است:

 

عنصر مقدار % عنصر مقدار %
کربن ۰٫۰۷ max
کروم ۱۵-۱۷٫۵
منگنز ۱ max
نیکل ۳-۵
سیلیسیم max 1
مس ۳-۵
فسفر ۰٫۰۴ max
نئوبیوم + تالیوم ۰٫۱۵-۰٫۴۵
گوگرد ۰٫۰۳ max

 

عملیات حرارتی:

۸ روش استاندارد برای عملیات حرارتی پیرسازی (رسوب سختی) فولاد ۱۷-۴PH توسعه یافته است که در جدول زیر لیست شده اند. وضعیت بدون عملیات پیرسازی، عملیات حرارتی آنیل محلولی این فولاد (وضعیت A) با گرمایش در بازه دمایی ۱۰۵۲-۱۰۲۴ درجه سانتیگراد و سپس سرمایش در هوا تا دمایی کمتر از ۳۲ درجه سانتیگراد است. آلیاژ در وضعیت آنیل شده خواص مکانیکی مطلوبی دارد و برای کاربردهای زیادی استفاده می شود. برای کاربردهای حساس اما باید از وضعیت هایی که آلیاژ رسوب سخت شده است، استفاده کرد. رسوب سختی آلیاژ خصوصاً در بازه های دمایی بالاتر سبب تنش زدایی ساختار شده و مقاومت به خوردگی تنشی بهتری را نسبت به وضعیت آنیل شده ایجاد می کند.

 

انواع عملیات حرارتی رسوب سختی استاندارد فولاد ۱۷-۴PH

 

خواص مکانیکی

این فولاد برای کاربردهایی که نیاز به استحکام و سختی بالا در کنار مقاومت به خوردگی مطلوب دارند، یک انتخاب عالی است. همچنین استفاده از این فولاد هزینه ها را نسبت به انتخاب هایی مانند آلیاژهای پرنیکل و رده های غیرآهنی به طور چشمگیری کاهش می دهد. جدول زیر خواص مکانیکی این فولاد را در شرایط مختلف عملیات حرارتی طبق استاندارد ASTM A564:2019 نشان می دهد:

 

مشخصات مکانیکی فولاد ۱۷-۴PH پس از عملیات حرارتی رسوب سختی

 

نوشته در حال تکمیل است ….

ارسال دیدگاه