استنلس استیل 17/7PH ، ویژگی‌های کلیدی و گریدهای آن

استنلس استیل 17/7PH چیست؟

استیل 17/7PH از گریدهای رسوب سخت شونده استنلس استیل است که به دلیل استحکام و سختی بالا، کاربردهای بسیاری در صنایع مختلف دارد. اصولاً فولادهای ضدزنگ رسوب سخت یا رسوب سخت شونده دو ویژگی مهم دارند، مقاومت به خوردگی و استحکام بالا. استنلس استیل 17/7PH نیز دارای سختی و استحکام بالا، خواص خستگی عالی، شکل‌پذیری خوب و مقاومت به خوردگی خوب است که همچنین قابلیت انجام عملیات حرارتی برای دستیابی به خواص استحکامی بالا را دارد و انجام عملیات حرارتی در این آلیاژ با میزان اعوجاج کم همراه است. این آلیاژ کاربردهای زیادی در صنایع هوافضا دارد. در ادامه این مطلب از استیل رخ به بررسی دقیق ویژگی‌های این آلیاژ می‌پردازیم.

ویژگی های کلیدی استنلس استیل 17/7PH

در جدول زیر ویژگی‌های کلیدی استنلس استیل 17/7ph آمده است.

ترکیب شیمیایی

گرید فولاد	آهن (Fe)	کربن (C)	منگنز (Mn)	سیلیسیم (Si)	فسفر (P)	گوگرد (S)	کروم (Cr)	آلومینیم (Al)	نیکل (Ni)
17-7PH	BAL	MAX 0.09	MAX 1	MAX 1	MAX 0.04	MAX 0.03	16-18	0.75 – 1.5	6.5 – 7.75

خواص مکانیکی

شرایط آلیاژ * (دمای تمپر)	استحکام کششی(MPa)	استحکام تسلیم  0.02%(MPa)	ازدیاد طول (%)	سختی راکول سی (HRC)
A	1035	380	20	92 HRB
TH1050	1170	965	6	38
RH 950	1280	1030	6	41
C	1380	1205	1	41
CH900	1655	1580	1	46

* شرایط آلیاژ از نظر عملیات حرارتی در بخش “عملیات حرارتی” توضیح داده شده است. درباره روش‌های عملیات حرارتی بیشتر بخوانید.

خواص فیزیکی

گرید فولاد	چگالی (Kg/m3)	مدول الاستیک (GPa)	مقاومت الکتریکی (nΩ.m)	ضریب انبساط حرارتی (µm/m°C)	هدایت حرارتی (W/m.K)	گرمای ویژه (J/kg.K)
17-7PH	7800	200	600	11	16.4	460

 

سایر استانداردهای مشابه استنلس استیل 17/7PH

گرید فولاد	شماره UNS	استاندارد بریتانیایی		استاندارد اروپایی (Euronorm)		استاندارد سوئدی (Swedish SS)	استاندارد ژاپنی (JIS)
		BS	EN	شماره	نام
17-7PH	S17700	–	–	1.4568	X7CrNiAl17.7	–	SUS 631

همچنین به عنوان گریدهای مشابه میتوان به موارد زیر نیز اشاره کرد:

AISI 631   AMS 5528     AMS 5529     AMS 5568     AMS 5644     AMS 5678 ASTM A313 (631)     ASTM A564 (631)   ASTM A579 (631)   ASTM A693 (631) ASTM A705 (631)   MIL S-25043          AMS 5673           AMS 5824     ASME SA705          ASTM A579 (grade 62)      MIL SPEC MIL-W-46078          SAE J217     SAE J467

جایگزین‌های استنلس استیل 17/7PH

در شرایط کاری گوناگون با فاکتورهای محیطی مختلف می‌توان از گریدهای دیگر به جای استیل 17/7PH استفاده کرد. عوامل متختلفی مانند مقاومت در برابر خوردگی، استحکام، سختی، قیمت و …  می‌توانند بر انتخاب جایگزین برای استیل 17/7PH موثر باشند.

گرید فولاد	دلیل جایگزینی با 17/7PH
301	قابلیت شکل پذیری بهتر نسبت به استیل 17/7PH
17-4PH	استحکام بالاتر از استیل 17/7PH

خواص استنلس استیل 17/7PH

در این بخش به بررسی ویژگی‌های کلیدی خصوصیات فنی استیل 17/7PH می‌پردازیم.

مقاومت در برابر خوردگی

استیل 17/7PH به دلیل محتوای کروم مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد و می‌تواند در محیط‌های خورنده عملکرد خوبی داشته باشد. هرچند که این آلیاژ را نمی‌توان به عنوان آلیاژی که در تمامی محیط‌های خورنده مقاوم است دانست. فولاد ضدزنگ 17/7PH در محیط‌های حاوی آب شیرین، محیط‌های اکسید کننده و مواد شیمیایی ملایم کاربرد زیادی دارد. در محیط‌های احیا کننده و یا آب شور بهتر است از این آلیاژ استفاده نشود. بهترین میزان مقاومت در برابر خوردگی در این آلیاژ در شرایط CH900 است که تقریبا با استیل 304 برابری می‌کند.

مقاومت در برابر حرارت و اکسیداسیون

استیل 17/7PH در برابر اکسیداسیون مقاومت بسیار خوبی دارد. علت آن نیز وجود کروم با درصد بالا در ترکیب شیمیایی این آلیاژ است که می‌تواند با تشکیل یک لایه اکسید غیر فعال، در برابر اکسید شدن سطح استیل مقاومت ایجاد کند. همچنین فولاد ضدزنگ 17/7PH می‌تواند تا دمای 427 درجه سانتی‌گراد مقاومت به خوردگی خود را حفظ کند ولی از این نظر برای کاربری‌هایی با دمای بالاتر مناسب نیست.

عملیات حرارتی

استیل 17/7PH قابلیت سختکاری با انجام عملیات حرارتی را دارد. برای سختکاری این آلیاژ باید ابندا آن را تا دمای آستنیته یعنی دمایی حدود 760 تا 950 درجه سانتی‌گراد گرم کرد و به مدت زمان کافی در آن دما نگه داشت. پس از آن باید آلیاژ را درون روغن و یا آب به سرعت خنک کرد تا ریزساختار مارتنزیتی در آن تشکیل شود. پس از انجام این مراحل می‌توان با فرآیند رسوب سختی، استحکام آلیاژ را به بالاترین حد ممکن رساند. برای این آلیاژ شرایط زیر تعریف شده است:

A: حالت آنیل شده در دمای 1065 درجه سانتی‌گراد

C: حالت پس از نورد سرد شدن

TH1050: گرم کردن تا محدوده دمایی آستنیت (760 درجه سانتی‌گراد) به مدت 1.5 ساعت و سپس خنک کردن در آب تا دمای 15 درجه سانتی‌گراد برای نیم ساعت و نهایتاً پیرسازی و تمپر کردن در دمای 565 درجه سانتی‌گراد برای 1.5 ساعت.

RH950: گرم کردن تا محدوده دمایی آستنیت (955 درجه سانتی‌گراد) برای 10 دقیقه و خنک کردن تا دمای -75 درجه سانتی‌گراد به مدت 1.5 ساعت و سپس پیرسازی و تمپر در دمای 510 درجه سانتی‌گراد برای یک ساعت

CH900: نورد سرد شده پس از پیرسازی در دمای 482 درجه سانتی‌گراد به مدت یک ساعت در هوا

آنیلینگ (Annealing) : عملیات آنیلینگ استیل 17/7PH در دمای 1066 درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود. مدت زمان کافی برای انجام این فرآیند، 3 دقیقه به ازای هر 2.5 میلی‌متر ضخامت است. پس از مدت زمان کافی قطعات باید در هوا خنک شوند.

پیرسازی (Aging) : برای دستیابی به بالاترین سطح استحکام و سختی، باید این آلیاژ را پس از آنیل سولوشن در 1177 درجه سانتی‌گراد به مدت 4 ساعت و همچنین در دمای 1079 درجه سانتی گراد به مدت 4 ساعت نگه داشته و سپس در هوا خنک کرد. پس از آن در دمای 843 درجه سانتی‌گراد به مدت زمان 24 ساعت نگهداری ودر هوا خنک می‌شود. در آخر نیز به مدت 16 ساعت باید قطعات را در دمای 760 درجه سانتی‌گراد نگه داشت و بعد خنک کرد. به این صورت می‌توان فرآیند پیرسازی استیل 17/7PH را بطور کامل انجام داد.

جوشکاری

استیل 17/7PH را می‌توان با استفاده از روش‌های مختلف و متداول مثل قوس الکتریکی، جوشکاری کرد. توصیه می‌شود در حین فرآیند جوشکاری، از گاز خنثی برای محافظت از حوضچه جوش استفاده شود. علت این امر نیز جلوگیری از اکسید شدن آلومینیم موجود در ترکیب شیمیایی استیل 17/7PH است. اگر می‌خواهید بدانید جوشکاری استنلس استیل چگونه انجام می‌شود، این مقاله را مطالعه کنید.

شکل‌پذیری

فرآیند شکل‌دهی استیل 17/7PH مانند استیل 301 است و دارای نرخ کارسختی بالایی است. برای شکل‌دهی این آلیاژ اغلب از روش‌ شکل‌دهی دما بالا استفاده می‌شود. فرآیند شکل‌دهی گرم استیل 17/7PH در بازه دمایی 950 تا 1150 درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود.

قابلیت ماشینکاری

قابلیت ماشینکاری این آلیاژ را می‌توان در حد متوسط دانست چرا که ممکن است میزان کارسختی قطعات فرآیند براده‌برداری را تا حدودی دشوار سازند. برای انجام فرآیند ماشینکاری استیل 17/7PH باید در نظر داشت که بهتر است از سرعت‌های پایین برای انجام ماشینکاری استفاده شود.

کاربردهای استنلس استیل 17/7PH

استیل 17/7PH به دلیل استحکام بالا و مقاومت به خوردگی خوب توانسته است در صنعت برای ساخت قطعاتی که در معرض مواد خورنده ملایم هستند بسیار کاربردی باشد. در ادامه به برخی از کاربردهای آن اشاره می‌کنیم:

• استفاده در ساخت مبدل حرارتی
• انواع فنر و واشر
• دیگ‌های بخار
• لوله‌های سوپرهیترها
• تجهیزات فرایندهای شیمیایی
• تجهیزات با استحکام و دمای بالا

سخن آخر

استیل 17/7PH یکی از آلیاژهای رسوب سخت شونده است که دارای استحکام و مقاومت به خوردگی خوبی است. مقاومت به خوردگی این آلیاژ در حد گریدی مانند استیل 316 نیست و برای محیط‌هایی که تحت مواد خورنده شدید هستند توصیه نمی‌شود. استیل 17/7PH به دلیل کم بودن میزان اعوجاج در صورت انجام عملیات حرارتی، به گزینه‌ای بسیار مناسب برای ساخت قطعاتی با اشکال پیچیده تبدیل شده است.