მიმ მასალა უჟანგავი ფოლადი 17-4

MIM 17-4 PH მიმოხილვა

AISI 17-4 PH სტანდარტზე დაფუძნებული, MIM 17-4 PH არის მარტენზიტური ნალექის გამკვრივება უჟანგავი ფოლადი. იგი გამოირჩევა კოროზიის წინააღმდეგობისა და მექანიკური თვისებების ნაზავით.

ერთ-ერთი ყველაზე ფართოდ გამოყენებული MIM მასალა ლითონის საინექციო ჩამოსხმის სექტორში არის 17-4 PH უჟანგავი ფოლადი. ამ ლითონს აქვს კოროზიის წინააღმდეგობის, სიხისტისა და სიმტკიცის დიდი ნაზავი. კომპლექსური ნაწილები კარგი სიმტკიცით არის შესაძლებელი 17-4-ის განსაკუთრებული თვისებებით. გარდა ამისა, მეორადი გამკვრივება ხორციელდება აგლომერაციის პროცესში გარკვეული პარამეტრების შეცვლით.

ვინაიდან 17-4 PH კოროზიას 304L-ის მსგავსად ეწინააღმდეგება, ის ხშირად გამოიყენება მექანიკურ თვისებებში საჭირო აპლიკაციებში.

გარდა ამისა, MIM-17-4 PH იდენტიფიცირებულია UNS S17400, AISI 630, ASTM A564, AMS 5643 და უჟანგავი ფოლადი 17-4 PH.

 

ქიმიკატების შემადგენლობა

უჟანგავი ფოლადის 17-4-ის ქიმიური შემადგენლობა ჩამოთვლილია ქვემოთ, ელემენტებით და მათი შესაბამისი წონის პროცენტებით:

• რკინა (Fe):ნაშთი (დარჩენილი ნაწილი)
• ნიკელი (Ni):3.00-5.00%
• სილიკონი (Si):1.00%
• ნახშირბადი (C):0.07%
• Chromium (Cr):15.50-17.50%
• ნიობიუმი (Nb):0.15-0.45%
• მანგანუმი (Mn):1.00%
• სპილენძი (Cu):3.00-5.00%
• გოგირდი (S):0.03%

კომპოზიცია უზრუნველყოფს მასალის სიმტკიცეს, კოროზიის წინააღმდეგობას და სხვა თვისებებს, რომლებიც შესაფერისია სხვადასხვა სამრეწველო გამოყენებისთვის.

MIM 17-4 PH უჟანგავი ფოლადი, როგორც წესი, აქვს მექანიკური თვისებები, რომლებიც 10-25% უარესია, ვიდრე 17-4 PH. პირველადი მიზეზები მოიცავს:

შედუღების ხარვეზები მოიცავს ნახშირბადის მინარევებს, შეკავებულ ფორებს და მარცვლებს.
აორთქლების შედეგად გამოწვეული ელემენტების დაკარგვა: Cr, Cu და Ni.
მინარევების ჩართვა: O, C და N.

შენელებული აგლომერაციისას, სახეზე ორიენტირებული კუბური აუსტენიტის ფაზა სტაბილიზდება ნახშირბადის და აზოტის კომპონენტებით. მეორეს მხრივ, სხეულზე ორიენტირებული კუბური დელტა ფერიტი დააჩქარებს აგლომერაციის ტემპს. უჟანგავი ფოლადი 17-4PH განიცდის ნალექების რეაქციებს, რაც იწვევს მაღალ სიმტკიცეს და სიმტკიცეს, ხოლო ნარჩენი დელტა-ფერიტი ამცირებს ძალას. გარდა ამისა, მარტენსიტი წარმოიქმნება გაციების ფაზაში აგლომერაციის შემდეგ.

MIM პროდუქტების ძირითადი კომპონენტია ჟანგბადი. ოქსიდებით დაფარული უჟანგავი ფოლადის ფხვნილების საწყისი ზედაპირი მაღალია და ჟანგბადის რაოდენობა იცვლება ფხვნილის წარმოების მეთოდის მიხედვით. ჟანგბადის მაღალი დონე MIM 17-4 PH ნაწილებში იწვევს ცუდ კოროზიის წინააღმდეგობას და დაბალ მექანიკურ მახასიათებლებს, რადგან ეს ოქსიდები წაართმევენ ქრომის უნარს, დათრგუნონ კოროზია.

 

ტიპიური თვისებები

რთული, მაღალი ხარისხის უჟანგავი ფოლადის ნაწილების შექმნის დახვეწილი ტექნიკა არის MIM. პიკური ტემპერატურა, გათბობის სიჩქარე, გარემო, შეკავების ხანგრძლივობა და ფხვნილის ნაწილაკების ზომა გავლენას ახდენს უჟანგავი ფოლადის 17-4 PH აგლომერაციაზე. მრავალი ფაქტორი გავლენას ახდენს 17-4 PH შენადნობის შემადგენლობაზე, რაც თავის მხრივ გავლენას ახდენს მიკროსტრუქტურის ფაზებზე, შედუღების ქცევაზე და საბოლოო მახასიათებლებზე. აზოტი პროცესის ატმოსფეროდან, ჟანგბადი ფხვნილიდან ან ატმოსფეროდან და ნახშირბადი ფხვნილისგან ან შემკვრელისგან არის ძირითადი კომპონენტები.

 

სიმტკიცის, სიხისტისა და კოროზიის წინააღმდეგობის იდეალური ბალანსი 17-4 PH პოპულარულ არჩევანს ხდის. ელექტრონიკის, სტომატოლოგიის, მედიცინისა და აერონავტიკის დარგებში პროდუქტები მიმზიდველია სითბოს დამუშავების შემდეგ. იცვლება შემადგენლობის მიხედვით, Fe, Ni, Cu და Cr ცვლილებებით. სოლიდუსის ტემპერატურა არის დაახლოებით 1405°C, ხოლო ლიკვიდუსის ტემპერატურა დაახლოებით 1440°C. მექანიკური თვისებები ექვემდებარება სითბოს მკურნალობას; მოტეხილობის გახანგრძლივება მერყეობს 8-დან 14-მდე, მოსავლიანობის სიძლიერე მერყეობს 760-დან 1240 მპა-მდე, დაჭიმვის სიძლიერე მერყეობს 1000-დან 1340 მპა-მდე, ხოლო სიმტკიცე აღწევს 43 HRC-ს.

 

სიმტკიცის, სიხისტისა და კოროზიის წინააღმდეგობის განსაკუთრებული კომბინაცია ხდის 17-4 PH უჟანგავი ფოლადი სასურველ არჩევანს ლითონის საინექციო ჩამოსხმის ინდუსტრიაში. მარტენზიტული უჟანგავი ფოლადი, რომელიც ყველაზე ხშირად ნალექით გამაგრებულია, არის 17-4 PH.

• დიდი ძალა
• უკიდურესად მძიმე
• შესანიშნავი წინააღმდეგობა კოროზიის მიმართ
• სიმტკიცე მოტეხილობებისთვის
• სითბოს დამუშავებისა და შედუღების მახასიათებლები

 

ეფექტები Binder და Debinding

უჟანგავი ფოლადის 17-4 PH ინექციური ჩამოსხმისთვის გამოიყენება მრავალი შემკვრელის სისტემა; ყველაზე პოპულარულია 60% შემავსებელი, 30% ხერხემალი და 10% სურფაქტანტი.

იმის გამო, რომ შემკვრელის ნარჩენი ინგრედიენტები ცვლის ჟანგბადის ან ნახშირბადის საბოლოო დონეს, დაშლა გავლენას ახდენს საბოლოო მახასიათებლებზე. დეპოლიმერიზაცია ან გამხსნელი მოპოვება არის დაშლის საწყისი ეტაპი; მაგალითად, პარაფინის ცვილი იხსნება ჰეპტანში, ხოლო პოლითილენ გლიკოლი იხსნება ცხელ წყალში. გარდა ამისა, აზოტის მჟავა გამოიყენება კატალიზური დაშლისას პოლიოქსიმეთილენის მოსაშორებლად. შეკვრის მეორე ეტაპზე შემკვრელის ამოღების საუკეთესო გზაა მისი შენარჩუნება 600-დან 1000°C-მდე წყალბადის გარემოში. ამ ფაზას ზოგჯერ მოიხსენიებენ, როგორც შედუღების დაწყების ეტაპს.

 

შედუღების პარამეტრის გავლენა

რიგი ცვლადები ურთიერთქმედებენ უჟანგავი ფოლადის აგლომერაციის დროს 17-4 PH, რათა განსაზღვრონ საბოლოო სიმკვრივე, ფაზა, მიკროსტრუქტურა და მახასიათებლები. სტატისტიკური ანალიზის ოთხი ძირითადი კომპონენტია თერმული დამუშავება, შედუღების ატმოსფერო, ჟანგბადის საწყისი კონცენტრაცია და ნაწილაკების ზომა.

აგლომერაციის ტემპერატურას აქვს ყველაზე დიდი გავლენა აგლომერირებული სიმკვრივეზე.

 

ნაწილაკების ზომა

ზედაპირული დიფუზია არის პროცესი, რომლითაც ხდება პირველი ნაწილაკების შეერთება აგლომერაციის დროს; უფრო დიდი ზედაპირის მქონე პატარა ნაწილაკი გააძლიერებს საწყის კავშირს. ხერხემლის პოლიმერის ნაწილაკების ადჰეზია შეიცვლება ზედაპირული დიფუზიური შეკავშირებით, როგორც კი მოხდება შემკვრელის პიროლიზი. მარცვლეულის საზღვრის დიფუზია საჭიროებს კისრის ზრდას, რადგან მეტალის ნაწილაკებს შორის სინთეზური კავშირი იზრდება ნაწილაკებს შორის მარცვლის საზღვრების შესაქმნელად. როდესაც მარცვლეულის საზღვარი იქმნება, მარცვლის ზომა დიდ როლს ასრულებს შეკუმშვაში, როდესაც შეკუმშვა იწყება და მას აქვს საპირისპირო ეფექტი აგლომერაციის სიჩქარეზე. თუმცა, ნაწილაკების საწყისი ზომის ზემოქმედებას შეიძლება დაუპირისპირდეს უფრო მაღალი პიკური ტემპერატურა ან უფრო ხანგრძლივი შენახვის დრო.

 

ატმოსფერო

უჟანგავი ფოლადის სტანდარტული აგლომერაციის გარემოს ვარიანტები მოიცავს ვაკუუმს, წყალბადს, აზოტს, წყალბად-აზოტს და არგონ-წყალბადს.


უჟანგავი ფოლადის 17-4 PH-ის ორი ყველაზე პოპულარული აგლომერაციის ატმოსფეროა წყალბადი და ვაკუუმი. ნახშირბადის დამატებისას ოქსიდის შესამჩნევი ვარდნაა. სილიციუმს და ქრომს შეუძლია ჟანგბადის შენარჩუნება გრაფიტის ნახშირბადის დამატების გარეშე. ოქსიდის შემცირება ხდება მაშინ, როდესაც ტემპერატურა მაღალია და წყალბადის დონე მაღალია; დაბალი ნამის წერტილი უზრუნველყოფს ამ პროცესს. ცივი ზედაპირის დაჟანგვა, რომელიც ხდება აგლომერაციის შემდეგ, შექმნის სილიციუმის, რკინისა და ქრომის პასიურ საფარს, რომელიც ეწინააღმდეგება კოროზიას.

როგორც ძლიერი აუსტენიტის სტაბილიზატორი, აზოტს აქვს გავლენა მარტენზიტის განვითარებაზე და უჟანგავი ფოლადის საბოლოო მახასიათებლებზე. გაციებისას აზოტი, რომელიც ხსნადია აუსტენიტში, გროვდება როგორც Cr2N. ქრომი მარცვლეულის სასაზღვრო ზონაში ამ ნალექით გამოიფიტება, რაც გამოიწვევს ლოკალიზებული კოროზიის სწრაფ წარმოქმნას. შედეგად, ჩვენ უნდა ავიცილოთ აზოტის შეღწევა აგლომერაციის ატმოსფეროში და გავაციოთ კომპონენტები 900°C-ზე ქვემოთ 200°C წუთში. უჟანგავი ფოლადი 17-4 PH ქრომის ნიტრიდის წარმოების თავიდან ასაცილებლად.

გრაფიტი ასევე წარმოქმნის ნახშირბადის მონოქსიდის დაბალ ნაწილობრივ წნევას ვაკუუმურ ღუმელებში, რის გამოც გრაფიტის ვაკუუმ ღუმელები წარმატებულია ვაკუუმური აგლომერაციისას. 1300°C-ზე და დაბალი CO ნაწილობრივი წნევა 0,001, მას შეუძლია ქრომის ოქსიდის ქრომად გარდაქმნა.

 

 

ტემპერატურა და გათბობის მაჩვენებელი

ტიპიური აგლომერაციის ციკლები მოიცავს მინარევების აღმოფხვრას და შემკვრელის დამწვრობის პროცესებს, რაც იწვევს გათბობას და შენარჩუნებას სხვადასხვა ტემპერატურაზე. მინარევების შესამცირებლად იდეალური ტემპერატურაა 1000°C-მდე, ხოლო პოლიმერის საბოლოო მოცილებისთვის 600°C-მდე.

უჟანგავი ფოლადი 17-4PH განიცდის შეკუმშვის შეკუმშვას დილატომეტრიის ტესტირებისას პიკური სიჩქარით დაახლოებით 1250°C, ხოლო სრული სიმკვრივის (98%) საჭიროებს მაქსიმალური ტემპერატურა 1300°C. თუმცა, სპილენძი და ქრომი აორთქლდება ამ მაღალ ტემპერატურაზე, შესაძლოა გამოიწვიოს სითბოს დამუშავების დაკარგვა და კოროზიის წინააღმდეგობა.

 

გარდა ამისა, დელტა-ფერიტის სინთეზს ხელს უწყობს უფრო მაღალი ტემპერატურა; უფრო სწრაფი დიფუზიით, ეს ფაზა ხელს შეუწყობს საბოლოო გამკვრივებას. თეთრი დელტა-ფერიტის კოლონიები და წრიული ოქსიდის ფორების მუქი უბნები ჩანს MIM 17-4PH-ის შემდეგ მიკროსტრუქტურის გრაფიკზე აგლომერაციის დროს.

1260 SS17-4 MIM-ის მიკროსტრუქტურა

 

ნახშირბადის კონტროლი

აგლომერაციის პროცესის დროს ნახშირბადი არის კიდევ ერთი ავსტენიტის სტაბილიზატორი. უფრო მაღალი სიმტკიცე და სიმტკიცე მიიღწევა 17-4 ნახშირბადის დაბალი შემცველობით, 0,1 წონით პროცენტზე ქვემოთ. უჟანგავი ფოლადის 17-4 PH-ის ფაზები, გამკვრივება და მექანიკური მახასიათებლები გავლენას მოახდენს ნახშირბადის შემცველობის ცვლილებაზე.

 

MIM პროცესის ატომიზებული ფხვნილი, შემკვრელის ნარჩენები, შებოჭვის ციკლი, შედუღების გარემო, საწყისი ჟანგბადი და შედუღების პიკური ტემპერატურა არის ზოგიერთი ცვლადი, რომელიც გავლენას ახდენს ნახშირბადის დონეზე. შედუღების დროს ნახშირბადის საბოლოო შემცველობის პირველადი განმსაზღვრელი არის ჟანგბადის საწყისი დონე. მაგალითად, 0,03% ნახშირბადი იკარგება 17-4 გაზის ატომიზებული ფხვნილის წყალბადის შედუღებისას 1343°C ტემპერატურაზე. გარდა ამისა, განსაკუთრებით შედუღების დაბალ ტემპერატურაზე, შემკვრელის ნარჩენებმა ასევე შეიძლება გამოიწვიოს ნახშირბადით დაბინძურება.

წყალბადისა და ვაკუუმური აგლომერაციისას, უჟანგავი ფოლადის 17-4-ის დაჭიმვის სიმტკიცეზე გავლენას ახდენს ნახშირბადის შეკავებული რაოდენობა. H900 ან H1100 სითბოს დამუშავებისას, ან სტანდარტული აგლომერაციის დროს 1300-დან 1360°C-მდე. შემდეგი სურათი გვიჩვენებს, თუ როგორ შესამჩნევად მცირდება დაჭიმვის ძალა ნახშირბადის შემცველობის მატებასთან ერთად.

 

დროის შენარჩუნება

აგლომერაციის დროს უმაღლეს ტემპერატურაზე შენარჩუნების დრო 60-დან 120 წუთამდეა. აგლომერირებული სიმკვრივიდან ტემპერატურისა და დროის გრაფიკიდან, რომელიც შემდეგშია. როდესაც ტემპერატურა იზრდება 1240°C-დან 1360°C-მდე, ის აჩვენებს პროგრესირებად სიმკვრივეს 96.3%-დან 98.3%-მდე. შედუღების კომპაქტები აღწევს სრულ სიმკვრივეს (98%), 60 წუთის შემდეგ. ამ ფაზაში ფოროზი ამოღებულია და ფორების განადგურების სიჩქარე მცირდება. მარცვლის საზღვრების დაკარგვა და ფოროვანი დაღლილობა ძირითადი მიზეზებია.

 

MIM 17-4-ის უპირატესობები

მაღალი წინააღმდეგობა კოროზიის მიმართ
სითბური დამუშავებით გამოწვეული ასაკობრივი გამკვრივება
სამრეწველო ძალა და გამძლეობა
გამორჩეული წინააღმდეგობა სითბოს მიმართ
იდეალურია MIM-ის რთული გეომეტრიისთვის

 

მექანიკური მახასიათებლები

რაც შეეხება სტრუქტურულ მოწყობილობებს, გამოიყენება MIM 17-4 PH. საყვარელი შესადარებელი მახასიათებლებია სიმტკიცე, სიმტკიცე და დრეკადობა. გარდა ამისა, დაღლილობა, გამძლეობა და მოტეხილობის სიმტკიცე არის საკითხები, რომლებზეც გავლენას ახდენს დამუშავების რამდენიმე ცვლადი.

შემდეგი სურათი აჯამებს 17-4 PH-ის საშუალო პარამეტრებს რამდენიმე MIM პროექტის სტატისტიკურ ანალიზზე დაყრდნობით. აგლომერაციის პარამეტრები პასუხისმგებელია თვისებების ცვალებადობის დაახლოებით 60%-ზე.

 

MIM ინდუსტრიის სტანდარტის მიხედვით, უჟანგავი ფოლადის 17-4 PH უნდა ჰქონდეს მინიმალური დაჭიმვის სიმტკიცე 790 MPa, სიმტკიცე 27 HRC აგლომერაციის შემდეგ და სიმტკიცე 1070 MPa და 33 HRC სითბოს დამუშავების შემდეგ. 4% დრეკადობა ორივესთვის. უჟანგავი ფოლადის 17-4PH გამძლეობა 1350°C აგლომერაციისა და H900 თერმული დამუშავების შემდეგ არის 1280 მპა გაზ-ატომიზებული ფხვნილისთვის და 1136 მპა წყლის ატომიზებული ფხვნილისთვის. უნდა აღინიშნოს, რომ გაზის ატომიზებულ ფხვნილს შეუძლია მიაღწიოს თერმულად დამუშავებულ ელასტიურობას 1485 მპა-მდე 9% დრეკადობით.

 

კოროზიის წინააღმდეგობა

ოთხი ტიპის აგლომერირებული უჟანგავი ფოლადი (304, 316, 430 და 17-4) ექვემდებარება სტანდარტულ კოროზიის ტესტირებას სხვადასხვა სიტუაციებში. შედეგები აჩვენებს, რომ 17-4 ყველაზე ნაკლებად მდგრადია ამ პირობების მიმართ. გარდა ამისა, იმის გამო, რომ აგლომერირებულ კომპონენტებზე ფორები იწვევს ადგილობრივ კოროზიას კონცენტრაციის პოლარიზაციის შედეგად, დამუშავებული მასალა უფრო მდგრადია კოროზიის მიმართ, ვიდრე აგლომერირებული მასალა. წყალბადის შედუღება და გაზის ატომიზებული ფხვნილი არის ორი პოპულარული ტექნიკა კოროზიის წინააღმდეგობის გასაუმჯობესებლად, რადგან ნარჩენი ჟანგბადი ნაკლია.

კოროზიის წინააღმდეგობა ასევე დაკავშირებულია ბიოთავსებადობასთან. ტიტანისა და კობალტის შენადნობებთან შედარებით, უჟანგავი ფოლადის 17-4 PH აქვს კარგი ციტოტოქსიკურობა, მაგრამ არ გააჩნია კონკურენტული საერთო ბიოთავსებადობა.

 

PH განაცხადის ბაზარი MIM 17-4-ისთვის

გამორჩეულ მექანიკურ თვისებებს უზრუნველყოფს 17-4 PH უჟანგავი ფოლადი 350°C-მდე მაღალ ტემპერატურაზე. გარდა ამისა, იგი საკმარისად გამძლეა როგორც ლითონის ვაზასთვის, ასევე შედუღებისთვის, ხოლო დეფორმაცია და სკალირება შეიძლება შემცირდეს დაბალ ტემპერატურაზე გაცხელებით ხანმოკლე პერიოდის განმავლობაში.

კოროზიის და სითბოს მაღალი წინააღმდეგობის გამო, აერონავტიკა 17-4 უჟანგავი ფოლადი შესანიშნავი არჩევანია საჰაერო კოსმოსური პროგრამებისთვის. ფხვნილის მაღალი სისუფთავე და გამკვრივება შეუძლია უზრუნველყოს MIM 17-4 პროდუქტების სიცოცხლის ხანგრძლივობა და მინიმუმამდე დაიყვანოს შეცდომის ცვლილება.

მანქანები
ავტომობილების წარმოებაში ყველაზე ფართოდ გამოყენებული მასალა არის უჟანგავი ფოლადი 17-4, რადგან მისი დამუშავება მარტივია სხვადასხვა ფორმებად. მნიშვნელოვანი გამძლეობით, ლითონის ინექციური ჩამოსხმის ტექნოლოგია ასევე ზრდის მის შესაძლებლობებს რთული გეომეტრიისთვის.

კლიენტები
განსაკუთრებული კოროზიის წინააღმდეგობის გამო, 17-4 ფართოდ გამოიყენება სამომხმარებლო აპლიკაციებში MIM ტექნოლოგიის გამოყენებით. გარდა ამისა, ამ მასალის განსაკუთრებული სიძლიერე და სიმტკიცე გარანტიას იძლევა უშეცდომო ფუნქციონირებას.

დასასრულს

MIM 17-4 PH საოცარ ნაბიჯებს დგამს სტრუქტურული თვისებების ოპტიმიზაციაში. მრავალი შესაბამისი აპლიკაციისთვის, ის გთავაზობთ აგლომერირებული თვისებების მრავალფეროვან მიმზიდველ კომბინაციებს. შედუღების ტემპერატურა არის საბოლოო ატრიბუტების პირველადი განმსაზღვრელი, როდესაც შევადარებთ ფხვნილის ტიპს, ნაწილაკების ზომას, მწვანე სიმკვრივეს, შენახვის ხანგრძლივობას და სხვა პარამეტრებს. გარდა ამისა, ფაზა, რომელიც იმყოფება აგლომერირებულ მასალებში, გავლენას ახდენს აგლომერირებულ თვისებებზე.

იმავდროულად, შედუღების შემდგომი თერმული დამუშავება, შედუღების სიმკვრივე და ფაზის მორფოლოგია გავლენას ახდენს მახასიათებლებზე. მიუხედავად იმისა, რომ აგლომერირებული სიმკვრივე განსაზღვრავს მახასიათებლებს, ცხელი იზოსტატიკური წნეხი (HIP) აძლიერებს მათ.

ლითონის ინექციური ჩამოსხმა (MIM) სულ უფრო დახვეწილია უჟანგავი ფოლადის 17-4 PH. აგლომერირებული 17-4 PH-ისთვის შემდგომი აპლიკაციების შეთავაზებისთვის, JHMIM დამოკიდებულია MIM ტექნოლოგიის ბაზაზე.