Propriétés de la tôle d'acier inoxydable 17-4ph

Acier inoxydable 17-4PH(UNS S17400, également connu sous le nom d'AISI Type 630 ou EN 1.4542) est un acier inoxydable martensitique à durcissement par précipitation-. Le nom « 17-4PH » vient de sa composition : environ 17 % de chrome et 4 % de nickel, le « PH » signifiant durcissement par précipitation.

Cet article fournit un guide complet des propriétés des tôles d'acier inoxydable 17-4PH, couvrant tout, de la composition chimique au comportement mécanique, en passant par les caractéristiques physiques, le traitement thermique et les applications.

Composition chimique

Le tableau ci-dessous présente les limites standard selon les spécifications ASTM A693 et ​​AMS 5604.

Source des données : spécifications ASTM A693 / AMS 5604.

Propriétés physiques

Source de données : spécifications de plusieurs fournisseurs

Propriétés magnétiques : l'acier inoxydable 17-4PH est magnétique dans toutes les conditions. À l'état de recuit en solution, il peut n'être que faiblement magnétique, mais après vieillissement, il devient fortement magnétique en raison de sa structure cristalline martensitique.

Température de service maximale : 17-4PH conserve ses excellentes propriétés mécaniques jusqu'à environ 316 degrés. Au-dessus de cette température, le matériau commence à perdre de sa résistance et une exposition prolongée peut provoquer un vieillissement excessif, ce qui réduit la dureté.

Propriétés mécaniques

Les propriétés mécaniques décrivent la façon dont le matériau répond aux forces -tension (traction), compression (poussée), flexion et impact.

Les conditions de traitement thermique

Le 17-4PH est généralement fourni dans la condition A (solution recuite), qui est douce et réalisable. Le client effectue ensuite un traitement de vieillissement pour atteindre le niveau de résistance souhaité. Chaque condition de vieillissement possède une désignation standard : H900, H925, H1025, H1075, H1100 ou H1150. Le chiffre fait référence à la température de vieillissement en degrés Fahrenheit.

Source des données : Spécifications du traitement thermique.

Propriétés mécaniques par condition (feuilles et plaques, AMS 5604)

Le tableau ci-dessous montre les propriétés mécaniques des feuilles et plaques 17-4PH (épaisseur inférieure à environ 4,75 mm ou 0,1874 pouces) selon les spécifications AMS 5604.

Source de données : spécification de feuille/plaque AMS 5604

La résistance à la traction est la force de traction maximale que le matériau peut supporter avant de se briser. Au H900, la feuille 17-4PH peut supporter 190 000 livres par pouce carré (1 310 MPa), soit environ trois fois plus résistante que l'acier inoxydable 304 standard.

La limite d'élasticité est la force à laquelle le matériau commence à se déformer de manière permanente. Dans l'état H900, la feuille 17-4PH a une limite d'élasticité de 170 ksi (1 170 MPa).

L'allongement mesure la mesure dans laquelle le matériau peut s'étirer avant de se casser. Au H1150, l'allongement atteint 8 %, offrant une plus grande ductilité que les 5 % observés dans le H900. Pour les barres et pièces forgées plus épaisses (AMS 5643), les valeurs d'allongement sont plus élevées-jusqu'à 16 % à H1150.

Comparaison avec d'autres aciers inoxydables

Source de données : comparaison sectorielle

Résistance à la corrosion

L'acier inoxydable 17-4PH offre une bonne résistance à la corrosion comparable à l'acier inoxydable de type 304 dans la plupart des environnements.

La teneur en chrome de 17 % de l'alliage forme une fine couche d'oxyde invisible sur la surface qui protège le métal situé en dessous de la rouille et des attaques chimiques.

Où le 17-4PH fonctionne bien :

Exposition atmosphérique (pluie, humidité, air industriel)

Diluer les acides et les sels à température modérée

Eau douce et solutions chimiques douces

Environnements de transformation des aliments

Limites:

Le 17-4PH est moins résistant aux chlorures (tels que l'eau de mer et les-sels de déglaçage) que l'acier inoxydable 316, qui contient du molybdène. Dans les environnements riches en chlorures, des piqûres et une corrosion caverneuse peuvent se produire.

Pour les conditions corrosives sévères-comme les acides concentrés chauds ou l'eau de mer-un matériau de qualité supérieure-tel que le 316L, le duplex 2205 ou le 254 SMO super austénitique peut être plus approprié.

Remarque : La résistance à la corrosion est meilleure dans des conditions de mise en solution-recuit ou de vieillissement à basse température-(H1150). Un vieillissement excessif ou un traitement thermique inapproprié peut réduire les performances de corrosion.

Traitement thermique

Le traitement thermique est la clé pour libérer tout le potentiel du 17-4PH. Le processus comporte deux étapes principales :

Étape 1 : Traitement en solution (recuit)

Chauffez le matériau à 1025 – 1050 degrés (1877 – 1922 degrés F).

Tenez pendant environ 0,5 à 1 heure.

Refroidir (tremper) rapidement dans l'air ou dans l'huile jusqu'à température ambiante.

Résultat : Condition Un matériau - souple et malléable avec une dureté de 38 HRC maximum.

Étape 2 : vieillissement (durcissement par précipitation)

Chauffez le matériau traité en solution-à une température de vieillissement spécifique (entre 482 degrés et 621 degrés/900 degrés F et 1 150 degrés F).

Maintenir 1 à 4 heures, selon les propriétés recherchées.

Refroidir à l'air jusqu'à température ambiante

L'état de vieillissement choisi (H900 à H1150) avec des propriétés mécaniques adaptées.

Fabrication et maniabilité

Formage : Dans la condition A, le 17-4PH a une formabilité raisonnable, mais les opérations de formage doivent être limitées à un léger pliage. Pour les formes complexes, le recuit de mise en solution avant écrouissage améliore la formabilité. Le formage à chaud est également possible.

Usinage : 17-4PH a un taux d'usinabilité d'environ 45 % par rapport à l'acier d'usinage libre (évalué à 100 %). A l'état vieilli, le matériau est plus dur et plus difficile à usiner. Pour de meilleurs résultats, usinez dans la condition A, puis vieillissez jusqu'à la dureté finale.

Soudage : le 17-4PH peut être soudé en utilisant des procédés standards tels que TIG, MIG et SMAW. Cependant, la chaleur du soudage peut ramollir localement le matériau.

Un traitement thermique après-soudage est recommandé pour restaurer la résistance de la zone de soudure. Utilisez des métaux d'apport correspondants (tels que le grade 17-4PH ou 630) pour de meilleurs résultats.

Meulage et finition : En raison de sa dureté élevée dans des conditions de vieillissement, le meulage nécessite une sélection de meule et un liquide de refroidissement appropriés pour éviter la surchauffe et les dommages à la surface.

Normes et spécifications

Les tôles et plaques en acier inoxydable 17-4PH sont fabriquées selon plusieurs normes industrielles. Lors de l'achat, demandez toujours un certificat de test en usine (MTC) confirmant la conformité à la spécification.

Source de données : spécifications multiples

Formulaires courants disponibles :

Tôle : laminée à froid-, épaisseur de 0,3 mm à 6 mm

Plaque : laminée à chaud-, épaisseur de 6 mm à 100 mm ou plus

Bobine : bobines refendues de précision ou bord de fraisage, largeur jusqu'à 1 500 mm

Applications courantes

Aéronautique : aubes de turbine, composants de compresseur, pièces de train d'atterrissage et supports structurels pour lesquels une résistance élevée et un poids modéré sont essentiels.

Traitement chimique et pétrochimique : arbres de pompe, tiges de vannes et composants de récipients sous pression qui doivent résister à des milieux corrosifs et à des charges mécaniques élevées.

Transformation des aliments : pièces d'équipement qui nécessitent à la fois une résistance à la corrosion et la capacité de résister à des cycles de nettoyage et de désinfection répétés.

Pétrole et gaz : outils de fond de trou, composants de tête de puits et équipements sous-marins nécessitant une résistance élevée et une résistance aux gaz acide. La nuance conserve ses propriétés jusqu'à 316 degrés (600 degrés F), ce qui la rend adaptée à de nombreuses applications pétrolières.

Génie maritime : arbres d'hélice, composants de pompe et fixations-mais pour une exposition continue à l'eau de mer, envisagez des qualités de molybdène plus élevées-.

Production d'électricité : composants de turbines et de générateurs qui fonctionnent à des températures modérées et nécessitent une fiabilité élevée.

Travail général des métaux : engrenages, arbres, fixations, bagues et plaques d'usure nécessitant une dureté et une résistance élevées.

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