17-4PH

Kernefordelen ved 17-4PH ligger i dens evne til at opnå ekstrem høj styrke og hårdhed gennem simpel varmebehandling. Efter opløsningsbehandling udviser legeringen en martensitisk struktur med lavt kulstofindhold med en hårdhed på ca. 28-32 HRC. Udfældningshærdning kan opnås via en enkelt ældningsbehandling ved 480-620 grader, og styrkeniveauet kan justeres fleksibelt ved at variere ældningstemperaturen.

Sammenligning af mekaniske egenskaber ved forskellige ældningstemperaturer

Dens flydespænding er 3-5 gange den for 304 rustfrit stål (≈220 MPa) og 1,2-1,5 gange den for 17-7PH (semi-austenitisk nedbørhærdende rustfrit stål), hvilket kan reducere vægtykkelsen betydeligt for at opnå strukturel optimering og omkostningsoptimering.

Korrosionsbestandigheden på 17-4PH er sammenlignelig med den for 304 rustfrit stål (SS 302), der fungerer godt i atmosfæriske miljøer, ferskvand, fortyndede syrer (såsom salpetersyre og eddikesyre) og saltopløsninger. Dens høje kromindhold (15-17,5%) danner en tæt Cr₂O₃-passiveringsfilm, der giver grundlæggende korrosionsbestandighed. Salpetersyrepassivering (ASTM A967) kan yderligere øge tykkelsen og stabiliteten af ​​passiveringsfilmen, hvilket væsentligt forbedrer pitting-modstanden. I marine højsalttågemiljøer anbefales det at kombinere overfladepassivering, spalteforsegling eller designoptimering for at reducere risikoen for grubetæring og sprækkekorrosion.

Det skal dog bemærkes, at 17-4PH er relativt følsom over for spændingskorrosionsrevner (SCC) i sure miljøer indeholdende svovlbrinte (H2S). Det udviser betydelig SCC-følsomhed i NACE-standardtest, med brudflader, der viser sprøde spaltningsegenskaber og revneudbredelse overvejende intergranulær. Lang-brug i højtemperaturmiljøer med høje koncentrationer af chloridioner kræver omhyggelig evaluering.

En af de vigtigste fordele ved 17-4PH er dens enkle varmebehandlingsproces-egenskaben 'enkelt-aldringshærdning' er en kernefordel for dets tekniske applikationer. I modsætning til semi-austenitisk udfældningshærdende rustfrit stål (såsom 17-7PH), som kræver kompleks austenitstabilisering og kryogen behandling, danner 17-4PH en martensitisk struktur efter opløsningsbehandling. Det behøver kun en enkelt ældningsbehandling for at opnå forstærkning, hvilket eliminerer behovet for komplekse bratkølingsprocesser, hvorved forarbejdningsomkostninger og deformationsrisici reduceres betydeligt.

Løsningsbehandling:
Opvarm til 1020-1060 grader, hold temperaturen, og sluk derefter hurtigt (oliequenching eller luftkøling) for at opnå en martensitisk struktur.
Tidsstyret varmebehandling:
Vælg en temperatur inden for intervallet 480-620 grader for enkelt ældning. Efter at have holdt ved denne temperatur i 1-4 timer, luftafkøles. Styrkelse opnås gennem den spredte udfældning af ε-Cu-fasen.

17-4PH udviser gode varme- og koldbearbejdningsegenskaber, hvilket gør det muligt at smede, rulle og stemple den i form. I opløsningsglødet tilstand har den moderat hårdhed (mindre end eller lig med 363 HB/mindre end eller lig med 38 HRC) og kan formes gennem konventionelle bearbejdningsprocesser såsom drejning, fræsning, boring og slibning.

Den har gode svejseegenskaber og kan tilsluttes ved hjælp af konventionelle svejsemetoder (TIG, MIG, SMAW). Ved svejsning anbefales det at bruge matchende 17-4PH svejsematerialer, og de mekaniske egenskaber af den varme-berørte zone kan genoprettes gennem ældning af varmebehandling efter svejsning. Sammenlignet med konventionelt martensitisk rustfrit stål har 17-4PH væsentligt forbedret svejsbarhed og sejhed på grund af dets ultra-lave kulstof-design og niobiumtilsætning.

Bemærk: Denne legering er ferromagnetisk, i modsætning til austenitisk rustfrit stål, og er derfor ikke egnet til applikationer, der kræver ikke-magnetisme (såsom MRI-udstyr og elektroniske præcisionsinstrumenter).

17-4PH udviser fremragende træthedsbestandighed. Dens kombination af høj styrke og god sejhed gør det muligt for den at yde exceptionelt godt under cykliske belastningsforhold. Især i korrosive miljøer er dens modstandsdygtighed over for korrosionstræthed overlegen i forhold til konventionelle martensitiske rustfrie stål og nogle austenitiske rustfrie stål. Denne egenskab gør det til et ideelt materiale til komponenter, der udsættes for de dobbelte virkninger af vekslende belastninger og korrosive miljøer, såsom offshore platforme, turbinevinger og pumpeaksler.