Aký druh nehrdzavejúcej ocele je SUS630? 17-4PH stupeň vysvetlený

Čo je SUS630

SUS630 je označenie používané v japonských priemyselných normách pre martenzitické precipitačné kalenie nehrdzavejúcej ocele. Rovnaký materiál je všeobecne známy ako trieda 630 a ako 17-4PH a jeho jednotná identita systému číslovania je UNS S17400. Je to jedna z najpoužívanejších precipitátne kalených nehrdzavejúcich ocelí, pretože ponúka vysokú pevnosť spolu s odolnosťou proti korózii, ktorá je jednoznačne lepšia ako u štandardných 12-percentných chrómových martenzitických tried.

Mechanizmus kalenia je to, čo odlišuje túto rodinu od bežnej martenzitickej nehrdzavejúcej ocele. Namiesto spoliehania sa na uhlík pri vytváraní tvrdých fáz počas kalenia sa SUS630 spracováva roztokom, aby sa vytvorila martenzitická štruktúra s nízkym obsahom uhlíka, a potom sa nechá starnúť pri miernej teplote. Počas starnutia sa tvoria jemné zrazeniny bohaté na meď a zvyšujú pevnosť. Pretože sa teplota starnutia môže meniť, rovnakú oceľ možno dodať v niekoľkých kombináciách pevnosti a húževnatosti bez zmeny jej zloženia.

Chémia a ekvivalentné označenia

Zloženie je vyvážené približne 17 percentami chrómu a 4 percentami niklu, s prídavkami medi a nióbu, ktoré tvoria spevňujúce precipitáty počas starnutia. Uhlík je udržiavaný na nízkej úrovni, typicky na alebo pod 0,07 percenta, takže odolnosť proti korózii a húževnatosť starého materiálu nie sú degradované tvorbou karbidu. Prvky ako síra a fosfor sú udržiavané na nízkej úrovni, aby sa zachovala húževnatosť v priečnom smere.

Tepelné spracovanie a úrovne pevnosti

Štandardnou úpravou je rozpúšťacie žíhanie pri približne 1040 stupňoch Celzia, po ktorom nasleduje ochladenie a potom starnutie pri teplote zvolenej tak, aby vyhovovala požadovaným vlastnostiam. Nižšie teploty starnutia poskytujú vyššiu pevnosť a nižšiu ťažnosť; vyššie teploty starnutia poskytujú nižšiu pevnosť so zlepšenou húževnatosťou. Typické minimálne hodnoty vlastností pre podmienky starnutia, ako sú špecifikované pre tvary tyčových a kovaných výrobkov, sú uvedené nižšie.

Tieto údaje platia pre kruhovú tyč a výkovky. Formy výrobkov ako za studena ťahaná rúrka, drôt a plech majú svoje vlastné požiadavky v príslušnej špecifikácii výrobku, preto by mala byť na objednávke vždy uvedená platná norma pre kupovanú formu.

Korózne správanie a teplotné limity

SUS630 odoláva atmosférickej korózii a napadnutiu zriedenými kyselinami a soľami na úrovni, ktorá je lepšia ako u 12-percentných chrómových martenzitických tried a je široko porovnateľná s bežnými austenitickými triedami rodiny 304 v miernom prostredí. Nie je to však náhrada za austenitickú alebo duplexnú nehrdzavejúcu oceľ s molybdénom v prevádzke s vysokým obsahom chloridov, kde je rozhodujúcim faktorom odolnosť proti jamkovej a štrbinovej korózii.

Treba rešpektovať dva teplotné efekty. Dlhodobá prevádzka nad približne 300 stupňov Celzia spôsobuje prestarnutie a progresívnu stratu pevnosti, takže materiál je zvyčajne obmedzený na túto úroveň pre zaťaženie. Na druhom konci rozsahu je húževnatosť pri nízkych teplotách obmedzená a táto trieda nie je určená pre kryogénne použitie. Pretože materiál je martenzitický a má vysokú pevnosť, môže byť tiež citlivý na vodíkové krehnutie, takže nie je prvou voľbou pre služby na kyslých ropných poliach.

Aplikácie

Vysoko pevné hriadele, drieky ventilov, vretená a komponenty čerpadiel, ktoré musia odolávať zaťaženiu aj miernej korózii.

Posledný stupeň pohyblivých lopatiek a iných konštrukčných častí parných turbín pracujúcich pod teplotným limitom.

Spojovacie prvky, spojky a presne opracované diely, kde sa vyžaduje úroveň pevnosti nad úrovňou austenitickej nehrdzavejúcej ocele.

Komponenty v chemickom a potravinárskom závode vystavené zriedeným kyselinám, zásadám a soľným roztokom v prevádzke bez chloridov.

Časti lietadiel a všeobecné strojárstvo vyžadujúce kombináciu vysokej pevnosti a dobrej odolnosti proti atmosférickej korózii.

Výrobné body

SUS630 je opracovateľný v stave ošetrenom roztokom a po opracovaní zvyčajne starne. Zváranie je možné so zodpovedajúcimi prídavnými kovmi, ale zvar a tepelne ovplyvnená oblasť musia byť po zváraní obnovené, aby sa obnovila pevnosť, a výsledné vlastnosti závisia od geometrie spoja a hrúbky prierezu. Tvarovanie za hlbokého chladu je v starobe ťažké a malo by sa plánovať skôr pred starnutím ako po ňom. Tam, kde je tolerancia kritická, je potrebné počítať s miernou zmenou rozmerov, ku ktorej dochádza počas starnutia, v postupnosti obrábania. Nakoniec, ak je odolnosť voči korózii hlavným dôvodom pre výber triedy, povrchy by sa mali udržiavať čisté a bez usadeného železa alebo vodného kameňa, pretože stav povrchu často určuje výkon v prevádzke.

FAQ

Otázka: Je SUS630 nehrdzavejúca oceľ?
áno. Je to martenzitická precipitačná vytvrdzovaná nehrdzavejúca oceľ obsahujúca približne 17 percent chrómu, čo jej dodáva nehrdzavejúce vlastnosti s odolnosťou proti korózii lepšie ako bežné martenzitické druhy chrómu.

Otázka: Aký je rozdiel medzi SUS630 a 17-4PH?
Sú z rovnakého materiálu. SUS630 je japonské štandardné označenie a 17-4PH je široko používaný obchodný popis s UNS číslom S17400.

Otázka: Akú silu môže dosiahnuť SUS630?
Závisí to od stavu starnutia. V podmienkach H900 sú typické minimálne hodnoty okolo 1310 MPa ťažnosť a 1170 MPa medza, zatiaľ čo stav H1150 dáva okolo 930 MPa ťažnosť a 725 MPa s lepšou húževnatosťou.

Otázka: Môže sa SUS630 používať pri vysokej teplote?
Nosná prevádzka je bežne obmedzená na približne 300 stupňov Celzia, pretože vyššie teploty spôsobujú prestarnutie a trvalú stratu pevnosti.

Otázka: Je SUS630 lepšia ako nehrdzavejúca oceľ typu 316?
Je podstatne pevnejší, ale jeho odolnosť proti jamkovej a štrbinovej korózii v chloridovom prostredí je nižšia ako u austenitických tried s obsahom molybdénu. Výber závisí od toho, či sa pri aplikácii riadi pevnosťou alebo odolnosťou voči chloridom.

Otázka: Čo sa stane so zváraným SUS630?
Zvar a tepelne ovplyvnená zóna strácajú pevnosť počas zvárania, takže na obnovenie vlastností základného materiálu je normálne potrebné ošetrenie starnutím po zváraní.