1.4542 (17-4 PH E AISI 630) Barra
Gli acciai inossidabili da tempra per precipitazione sono acciai contenenti cromo e nichel che forniscono una combinazione ottimale delle proprietà dei gradi martensitici e austenitici. Come i gradi martensitici, sono noti per la loro capacità di ottenere un'elevata resistenza attraverso il trattamento termico e hanno anche la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile austenitico.
Le elevate resistenze alla trazione degli acciai inossidabili temprati per precipitazione derivano da un processo di trattamento termico che porta all'indurimento per precipitazione di una matrice martensitica o austenitica. L'indurimento si ottiene mediante l'aggiunta di uno o più elementi Rame, Alluminio, Titanio, Niobio e Molibdeno.
L'acciaio temprato per precipitazione più noto è {0}} PH. Il nome deriva dalle aggiunte 17 percento di cromo e 4 percento di nichel. Contiene anche il 4% di rame e lo 0,3% di niobio. 17-4 PH è anche noto come acciaio inossidabile di grado 630.
Il vantaggio degli acciai temprati per precipitazione è che possono essere forniti in uno stato "trattato in soluzione", che è facilmente lavorabile. Dopo la lavorazione o un altro metodo di fabbricazione, è possibile applicare un unico trattamento termico a bassa temperatura per aumentare la resistenza dell'acciaio. Questo è noto come invecchiamento o indurimento dell'età. Poiché viene eseguito a bassa temperatura, il componente non subisce distorsioni.
Caratterizzazione
Gli acciai da tempra per precipitazione sono caratterizzati in uno dei tre gruppi in base alle loro microstrutture finali dopo il trattamento termico. I tre tipi sono: martensitico (es. 17-4 PH), semi-austenitico (es. 17-7 PH) e austenitico (es. A-286).
leghe martensitiche
Gli acciai inossidabili martensitici indurenti per precipitazione hanno una struttura prevalentemente austenitica a temperature di ricottura comprese tra 1040 e 1065 gradi circa. Dopo il raffreddamento a temperatura ambiente, subiscono una trasformazione che trasforma l'austenite in martensite.
Leghe semiaustenitiche
A differenza degli acciai da tempra per precipitazione martensitici, gli acciai da tempra per precipitazione semi-austenitici ricotti sono sufficientemente morbidi per essere lavorati a freddo. Gli acciai semi-austenitici mantengono la loro struttura austenitica a temperatura ambiente, ma a temperature molto basse formeranno martensite.
Leghe austenitiche Gli acciai austenitici da tempra per precipitazione conservano la loro struttura austenitica dopo ricottura e tempra per invecchiamento. Alla temperatura di ricottura da 1095 a 1120 gradi la fase di indurimento per precipitazione è solubile. Rimane in soluzione durante il raffreddamento rapido. Quando viene riscaldato a 650-760 gradi, si verificano precipitazioni. Ciò aumenta la durezza e la resistenza del materiale. La durezza rimane inferiore a quella degli acciai da tempra per precipitazione martensitici o semi-austenitici. Le leghe austenitiche rimangono non magnetiche.
Forza
I carichi di snervamento per gli acciai inossidabili temprati per precipitazione sono compresi tra 515 e 1415 MPa. La resistenza alla trazione varia da 860 a 1520 MPa. Gli allungamenti sono dall'1 al 25 percento. La lavorazione a freddo prima dell'invecchiamento può essere utilizzata per favorire resistenze ancora più elevate.
Composizioni chimiche
Specifiche: IT 10088-3:2005
1.4542 Acciaio
| Elemento chimico | percento presente |
|---|---|
| Carbonio (C) | 0.0 - 0.07 |
| Cromo (Cr) | 15.00 - 17.00 |
| Manganese (Mn) | 0.0 - 1.50 |
| Silicio (Si) | 0.0 - 0.70 |
| Fosforo (P) | 0.0 - 0.04 |
| Zolfo (S) | 0.0 - 0.03 |
| Nichel (Ni) | 3.00 - 5.00 |
| Rame (Cu) | 3.00 - 5.00 |
| Molibdeno (Mo) | 0.0 - 0.60 |
| Niobio (Columbio) (Nb) | 0.0 - 0.45 |
| Ferro (Fe) | Equilibrio |
Proprietà
| Proprietà fisica | Valore |
|---|---|
| Densità | 7,75 g/cm³ |
| Dilatazione termica | 10.8 x10^-6 /K |
| Modulo di elasticità | 196 GPa |
| Conduttività termica | 18.4 W/m.K |
| Resistività elettrica | 0.8 x10^-6 Ω .m |
Specifiche: IT 10088-3:2005
Barra - Ricotta in soluzione - Fino a 100 mm di diametro. / Spessore
| Proprietà meccanica | Valore |
|---|---|
| Resistenza alla trazione | 1200 MPa massimo |
| Durezza Brinell | 360 MP massimo |
Specifiche: IT 10088-3:2005
Barra - a P800 - Fino a 100 mm di diametro/spessore
| Proprietà meccanica | Valore |
|---|---|
| Prova di stress | 520 MPa min |
| Resistenza alla trazione | 800 - 950 MPa |
| allungamento A | 18 Min percento |
Specifiche: IT 10088-3:2005
Barra - a P930 - Fino a 100 mm di diametro. / Spessore
| Proprietà meccanica | Valore |
|---|---|
| Prova di stress | 720 MPa min |
| Resistenza alla trazione | 930 - 1100 MPa |
| allungamento A | 16 Min percento |
Specifiche: IT 10088-3:2005
Barra - a P960 - Fino a 100 mm di diametro. / Spessore
| Proprietà meccanica | Valore |
|---|---|
| Prova di stress | 790 MPa min |
| Resistenza alla trazione | 960 - 1160 MPa |
| allungamento A | 12 Min percento |
Specifiche: IT 10088-3:2005
Barra - a P1070 - Fino a 100 mm di diametro. / Spessore
| Proprietà meccanica | Valore |
|---|---|
| Prova di stress | 1000 MPa min |
| Resistenza alla trazione | 1070 - 1270 MPa |
| allungamento A | 10 Min percento |
Denominazioni di leghe
L'acciaio inossidabile 1.4542 è simile, ma potrebbe non essere un equivalente diretto:
17/4
UNS S17400
Grado 630
Moduli forniti
Questa è una specifica della barra, generalmente disponibile in tondo ed esagonale
- Sbarra
Applicazioni
A causa dell'elevata resistenza degli acciai inossidabili temprati per precipitazione, la maggior parte delle applicazioni sono nel settore aerospaziale e in altri settori ad alta tecnologia.
Le applicazioni includono:
~ Ingranaggi
~ Valvole e altri componenti del motore
~ Alberi ad alta resistenza
~ Pale della turbina
~ Stampi per stampaggio
~ Fusti di scorie nucleari
Resistenza alla corrosione
Gli acciai inossidabili temprati per precipitazione hanno una resistenza alla corrosione da moderata a buona in una vasta gamma di ambienti. Hanno una migliore combinazione di forza e resistenza alla corrosione rispetto alle leghe martensitiche trattabili termicamente della serie 400. La resistenza alla corrosione è simile a quella che si trova nell'acciaio inossidabile di grado 304.
In ambienti con cloruri caldi, 17-4 PH è soggetto a vaiolatura e corrosione interstiziale. Se invecchiato a 550 gradi o più, 17-4 PH è altamente resistente alla tensocorrosione. Una migliore resistenza alla tensocorrosione si ottiene con temperature di invecchiamento più elevate.
La resistenza alla corrosione è bassa nella condizione di soluzione trattata (ricotto) e non deve essere utilizzata prima del trattamento termico.
Resistenza al calore
17-4 PH ha una buona resistenza all'ossidazione. Per evitare la riduzione delle proprietà meccaniche, non dovrebbe essere utilizzato oltre la sua temperatura di indurimento per precipitazione. L'esposizione prolungata a 370-480 gradi dovrebbe essere evitata se la tenacità a temperatura ambiente è fondamentale.
Fabbricazione
La fabbricazione di tutti gli acciai inossidabili deve essere eseguita solo con strumenti dedicati a materiali o attrezzature in acciaio inossidabile e le superfici di lavoro devono essere accuratamente pulite prima dell'uso. Queste precauzioni sono necessarie per evitare la contaminazione incrociata dell'acciaio inossidabile da parte di metalli facilmente corrosi che possono scolorire la superficie del prodotto fabbricato.
Lavorazione a freddo
La formatura a freddo come laminazione, piegatura e idroformatura può essere eseguita su 17-4PH ma solo allo stato completamente ricotto. Dopo la lavorazione a freddo, la resistenza alla tensocorrosione viene migliorata mediante il nuovo invecchiamento alla temperatura di indurimento per precipitazione.
Lavorazione a caldo
La lavorazione a caldo di 17-4 PH deve essere eseguita a 950 gradi -1200 gradi . Dopo la lavorazione a caldo, è necessario un trattamento termico completo. Ciò comporta la ricottura e il raffreddamento a temperatura ambiente o inferiore. Quindi il componente deve essere indurito per precipitazione per ottenere le proprietà meccaniche richieste.
lavorabilità
Allo stato ricotto, 17-4 PH ha una buona lavorabilità, simile a quella dell'acciaio inossidabile 304. Dopo il trattamento termico di indurimento, la lavorazione è difficile ma possibile.
Gli utensili in metallo duro o in acciaio rapido vengono normalmente utilizzati con lubrificazione standard. Quando sono richiesti rigidi limiti di tolleranza, è necessario tenere conto delle variazioni dimensionali dovute al trattamento termico
Trattamento termico
La chiave delle proprietà degli acciai inossidabili indurenti per precipitazione risiede nel trattamento termico.
Dopo il trattamento in soluzione o la ricottura degli acciai inossidabili temprati per precipitazione, viene impiegato un unico stadio di "tempra per invecchiamento" a bassa temperatura per ottenere le proprietà richieste. Poiché questo trattamento viene eseguito a bassa temperatura, non si verificano distorsioni e si verifica solo uno scolorimento superficiale. Durante il processo di indurimento si verifica un leggero calo di pezzatura. Questa contrazione è di circa {0}},05 percento per la condizione H900 e 0,10 percento per H1150.
Le proprietà meccaniche tipiche raggiunte per 17-4 PH dopo il trattamento in soluzione e l'indurimento per invecchiamento sono riportate nella tabella nella pagina allegata. Le designazioni delle condizioni sono date dalla temperatura di indurimento per invecchiamento in gradi F.
Condizione: Intervallo di resistenza alla trazione (N/mm² o MPa) QT 650: 650 - 850
QT 700: 700 - 850
QT 800: 800 - 950
QT 850: 850 - 1000
QT 900: 900 - 1050
Saldabilità
Gli acciai temprati per precipitazione possono essere facilmente saldati utilizzando procedure simili a quelle utilizzate per la serie 300 di acciai inossidabili.
Grado 17-4 PH può essere saldato con successo senza preriscaldamento. Il trattamento termico dopo la saldatura può essere utilizzato per conferire al metallo saldato le stesse proprietà del metallo madre. Il grado consigliato delle bacchette di riempimento per la saldatura 17-4 PH è 17-7 PH.
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