Jakim rodzajem stali nierdzewnej jest SUS630? Wyjaśniono klasę 17-4PH

Co to jest SUS630

SUS630 to oznaczenie stosowane w japońskich normach przemysłowych dla martenzytycznej stali nierdzewnej utwardzanej wydzieleniowo. Ten sam materiał jest powszechnie znany jako gatunek 630 i 17-4PH, a jego ujednolicony system numeracji to UNS S17400. Jest to jedna z najczęściej stosowanych stali nierdzewnych utwardzanych wydzieleniowo, ponieważ zapewnia wysoką wytrzymałość w połączeniu z odpornością na korozję, która jest wyraźnie lepsza niż standardowe gatunki martenzytyczne zawierające 12% chromu.

Mechanizm hartowania odróżnia tę rodzinę od zwykłej martenzytycznej stali nierdzewnej. Zamiast polegać na węglu w celu utworzenia twardych faz podczas hartowania, SUS630 poddaje się obróbce roztworem w celu wytworzenia niskoemisyjnej struktury martenzytycznej, a następnie dojrzewa w umiarkowanej temperaturze. Podczas starzenia tworzą się drobne osady bogate w miedź, które zwiększają wytrzymałość. Ponieważ temperatura starzenia może być różna, tę samą stal można dostarczyć w kilku kombinacjach wytrzymałości i wiązkości, bez zmiany jej składu.

Chemia i oznaczenia równoważne

Skład jest zrównoważony wokół około 17 procent chromu i 4 procent niklu, z dodatkami miedzi i niobu, które tworzą osady wzmacniające podczas starzenia. Węgiel utrzymuje się na niskim poziomie, zazwyczaj na poziomie około 0,07 procent lub poniżej, tak że odporność na korozję i wytrzymałość starzonego materiału nie ulegają pogorszeniu w wyniku tworzenia się węglików. Pierwiastki takie jak siarka i fosfor są utrzymywane na niskim poziomie, aby zachować wytrzymałość w kierunku poprzecznym.

Obróbka cieplna i poziomy wytrzymałości

Standardową obróbką jest wyżarzanie rozpuszczające w temperaturze około 1040 stopni Celsjusza, a następnie chłodzenie, a następnie starzenie w temperaturze wybranej tak, aby odpowiadała wymaganym właściwościom. Niższe temperatury starzenia zapewniają wyższą wytrzymałość i niższą plastyczność; wyższe temperatury starzenia dają niższą wytrzymałość przy lepszej wytrzymałości. Poniżej przedstawiono typowe minimalne wartości właściwości dla warunków starzenia, określone dla postaci prętów i odkuwek.

Dane te dotyczą prętów okrągłych i odkuwek. Formy produktów, takie jak rury ciągnione na zimno, drut i blacha, mają swoje własne wymagania w odpowiedniej specyfikacji produktu, dlatego w zamówieniu należy zawsze podać normę obowiązującą dla zakupionej formy.

Zachowanie korozyjne i dopuszczalne temperatury

SUS630 jest odporny na korozję atmosferyczną i atak rozcieńczonych kwasów i soli na poziomie wyższym niż gatunki martenzytyczne zawierające 12% chromu i zasadniczo porównywalnym ze zwykłymi gatunkami austenitycznymi z rodziny 304 w łagodnych środowiskach. Nie zastępuje ona jednak austenitycznej lub duplexowej stali nierdzewnej zawierającej molibden w zastosowaniach bogatych w chlorki, gdzie decydującym czynnikiem jest odporność na korozję wżerową i szczelinową.

Należy uwzględnić dwa efekty temperaturowe. Długotrwała praca w temperaturze powyżej około 300 stopni Celsjusza powoduje nadmierne starzenie się i postępującą utratę wytrzymałości, dlatego materiał jest zwykle ograniczony do tego poziomu w przypadku obciążeń nośnych. Z drugiej strony, udarność w niskich temperaturach jest ograniczona, a gatunek ten nie jest przeznaczony do pracy kriogenicznej. Ponieważ materiał jest martenzytyczny i ma dużą wytrzymałość, może być również wrażliwy na kruchość wodorową, dlatego nie jest pierwszym wyborem w przypadku pracy na kwaśnych polach naftowych.

Aplikacje

Wały, trzonki zaworów, wrzeciona i elementy pomp o wysokiej wytrzymałości, które muszą być odporne zarówno na obciążenia, jak i łagodną korozję.

Ostatni etap ruchomych łopatek i innych części konstrukcyjnych turbin parowych pracujących poniżej dopuszczalnej temperatury.

Elementy złączne, złącza i precyzyjnie obrobione części, w których wymagany jest poziom wytrzymałości wyższy niż w przypadku austenitycznej stali nierdzewnej.

Komponenty w zakładach przetwórstwa chemicznego i spożywczego narażone na działanie rozcieńczonych kwasów, zasad i roztworów soli w środowisku niezawierającym chlorków.

Części samolotów i inżynierii ogólnej wymagające połączenia wysokiej wytrzymałości i dobrej odporności na korozję atmosferyczną.

Punkty produkcyjne

SUS630 nadaje się do obróbki mechanicznej w stanie po obróbce i zwykle ulega starzeniu po obróbce. Spawanie jest możliwe z użyciem odpowiednich spoiw, ale spoina i strefa wpływu ciepła muszą zostać ponownie-po spawaniu poddane regeneracji, aby przywrócić wytrzymałość, a uzyskane właściwości zależą od geometrii złącza i grubości przekroju. Głębokie formowanie na zimno jest trudne w przypadku starzenia i powinno być zaplanowane przed starzeniem, a nie po nim. Tam, gdzie tolerancja ma kluczowe znaczenie, w sekwencji obróbki należy uwzględnić niewielką zmianę wymiarów występującą podczas starzenia. Wreszcie, jeśli głównym powodem wyboru gatunku jest odporność na korozję, powierzchnie powinny być utrzymywane w czystości i wolne od osadzonych żelaza lub zgorzeliny, ponieważ stan powierzchni często decyduje o wydajności w trakcie użytkowania.

Często zadawane pytania

P: Czy SUS630 jest stalą nierdzewną?
Tak. Jest to martenzytyczna stal nierdzewna utwardzana wydzieleniowo, zawierająca około 17 procent chromu, co zapewnia jej właściwości nierdzewne i odporność na korozję lepszą niż zwykłe gatunki martenzytyczne z chromem.

P: Jaka jest różnica między SUS630 a 17-4PH?
Są z tego samego materiału. SUS630 to japońskie standardowe oznaczenie, a 17-4PH to powszechnie stosowany opis handlowy o numerze UNS S17400.

P: Jaką siłę może osiągnąć SUS630?
To zależy od stanu starzenia. W stanie H900 typowe wartości minimalne wynoszą około 1310 MPa przy rozciąganiu i 1170 MPa granicy plastyczności, podczas gdy stan H1150 daje w przybliżeniu 930 MPa wytrzymałości na rozciąganie i 725 MPa granicy plastyczności przy lepszej wytrzymałości.

P: Czy SUS630 można używać w wysokiej temperaturze?
Praca nośna jest zwykle ograniczona do około 300 stopni Celsjusza, ponieważ wyższe temperatury powodują nadmierne starzenie się i trwałą utratę wytrzymałości.

P: Czy SUS630 jest lepszy niż stal nierdzewna typu 316?
Jest znacznie mocniejszy, ale jego odporność na korozję wżerową i szczelinową w środowiskach chlorkowych jest niższa niż w przypadku gatunków austenitycznych zawierających molibden. Wybór zależy od tego, czy zastosowanie zależy od wytrzymałości czy odporności na chlorki.

P: Co dzieje się ze spawanym SUS630?
Spoina i strefa wpływu ciepła tracą wytrzymałość podczas spawania, dlatego zwykle wymagana jest obróbka starzenia po spawaniu, aby przywrócić właściwości materiału podstawowego.