mim nyenzo chuma cha pua 17-4

Muhtasari wa MIM 17-4 PH

Kulingana na kiwango cha AISI 17-4 PH, MIM 17-4 PH ni chuma cha pua kinachofanya ugumu wa mvua. Inatofautishwa na mchanganyiko wa upinzani wa kutu na sifa za mitambo.

Moja ya vifaa vya MIM vinavyotumiwa sana katika sekta ya ukingo wa sindano ya chuma ni 17-4 PH ya chuma cha pua. Metali hii ina mchanganyiko mkubwa wa upinzani wa kutu, ugumu, na nguvu. Vipande vya ngumu na nguvu nzuri vinawezekana kwa sifa za kipekee za 17-4. Zaidi ya hayo, ugumu wa sekondari unafanywa wakati wa mchakato wa sintering kwa kurekebisha vigezo fulani.

Kwa kuwa 17-4 PH inapinga kutu sawa na 304L, hutumiwa mara kwa mara katika programu zinazohitaji sifa za mitambo.

Zaidi ya hayo, MIM-17-4 PH inatambuliwa na UNS S17400, AISI 630, ASTM A564, AMS 5643, na chuma cha pua 17-4 PH.

 

Muundo wa Kemikali

Muundo wa kemikali wa Chuma cha pua 17-4 umeorodheshwa hapa chini, pamoja na vipengele na asilimia yao ya uzito:

• Chuma (Fe):Salio (sehemu iliyobaki)
• Nickel (Ni):3.00-5.00%
• Silicon (Si):1.00%
• Kaboni (C):0.07%
• Chromium (Cr):15.50-17.50%
• Niobium (Nb):0.15-0.45%
• Manganese (Mb):1.00%
• Shaba (Cu):3.00-5.00%
• Sulfuri (S):0.03%

Utungaji huhakikisha nguvu ya nyenzo, upinzani wa kutu, na mali nyingine zinazofaa kwa matumizi mbalimbali ya viwanda.

MIM 17-4 PH chuma cha pua kwa kawaida huwa na sifa za kiufundi ambazo ni mbaya zaidi kwa 10-25% kuliko 17-4 PH. Sababu za msingi ni pamoja na:

Upungufu wa kuoza ni pamoja na uchafu wa kaboni unaoendelea, pores iliyohifadhiwa, na nafaka.
Upotevu unaosababishwa na uvukizi wa vipengele: Cr, Cu, na Ni.
Ujumuishaji wa uchafu: O, C, na N.

Kwa kupungua kwa kasi, awamu ya cubic austenite inayozingatia uso imeimarishwa na vipengele vya kaboni na nitrojeni. Kwa upande mwingine, ferrite ya delta ya ujazo inayozingatia mwili itaongeza kasi ya kupiga. Chuma cha pua 17-4PH hupitia hali ya mvua ambayo husababisha ugumu na nguvu ya juu, ilhali mabaki ya delta-ferrite hupunguza nguvu. Zaidi ya hayo, martensite hutokea wakati wa awamu ya baridi baada ya sintering.

Sehemu muhimu ya bidhaa za MIM ni oksijeni. Sehemu ya awali ya poda ya chuma cha pua iliyopakwa oksidi ni ya juu, na kiasi cha oksijeni hutofautiana kulingana na njia ya utengenezaji wa poda. Viwango vya juu vya oksijeni katika sehemu za MIM 17-4 PH husababisha upinzani duni wa kutu na sifa duni za kiufundi kwa kuwa oksidi hizi zitaondoa uwezo wa kromiamu kuzuia kutu.

 

Sifa za Kawaida

Mbinu ya kisasa ya kuunda sehemu ngumu, za utendaji wa juu wa chuma cha pua ni MIM. Kiwango cha juu cha halijoto, kiwango cha kuongeza joto, mazingira, muda wa kushikilia, na saizi ya chembe ya unga vyote huathiri jinsi chuma cha pua 17-4 PH sinter. Sababu nyingi huathiri muundo wa aloi ya 17-4 PH, ambayo inaathiri awamu za muundo mdogo, tabia ya kupiga, na sifa kuu. Nitrojeni kutoka kwa angahewa ya mchakato, oksijeni kutoka kwa unga au angahewa, na kaboni kutoka kwa poda au binder ni vipengele vya msingi.

 

Usawa bora wa nguvu, ugumu, na upinzani wa kutu hufanya 17-4 PH kuwa chaguo maarufu. Bidhaa katika nyanja za elektroniki, daktari wa meno, dawa, na anga hupata mchanganyiko wa sifa zinazovutia baada ya matibabu ya joto. kutofautiana kulingana na utunzi, na mabadiliko katika Fe, Ni, Cu, na Cr. Joto la solidus ni karibu 1405°C, na lile la liquidus ni takriban 1440°C. sifa za mitambo ni msikivu kwa matibabu ya joto; urefu wa fracture ni kati ya 8 hadi 14%, nguvu ya mavuno ni kati ya 760 hadi 1240 MPa, nguvu ya mkazo ni kati ya 1000 hadi 1340 MPa, na ugumu hufikia 43 HRC.

 

Mchanganyiko wa kipekee wa nguvu, ugumu, na upinzani wa kutu hufanya chuma cha pua cha 17-4 PH kuwa chaguo linalopendekezwa katika tasnia ya ukingo wa sindano ya chuma. Chuma cha pua cha martensitic ambacho kwa kawaida mvua huimarishwa ni 17-4 PH.

• Nguvu kubwa
• Ngumu sana
• Superb upinzani dhidi ya kutu
• Ugumu kwa fractures
• sifa za matibabu ya joto na kulehemu

 

Madhara ya Binder na Debinding

Kwa ukingo wa sindano ya chuma cha pua 17-4 PH, mifumo mingi ya binder hutumiwa; maarufu zaidi ni 60% ya kujaza, 30% ya uti wa mgongo, na 10% ya surfactant.

Kwa sababu viungo vilivyosalia vya kifunga vitabadilisha viwango vya mwisho vya oksijeni au kaboni, utenganishaji una athari kwenye sifa za mwisho. De-polymerization au uchimbaji wa kutengenezea ni hatua ya awali ya kuweka kizuizi; kwa mfano, nta ya mafuta ya taa huyeyuka katika heptane, na polythilini glikoli huyeyuka katika maji ya moto. Zaidi ya hayo, asidi ya nitriki inayofukiza hutumiwa katika ufungaji wa kichocheo ili kuondoa polyoxymethylene. Njia bora ya kuondoa binder katika hatua ya pili ya debinding ni kushikilia kwa 600 hadi 1000 ° C katika mazingira ya hidrojeni. Awamu hii wakati mwingine inajulikana kama hatua ya kuanza kwa sintering.

 

Athari ya Kigezo cha Sintering

Idadi kadhaa ya vigeu huingiliana wakati wa kuchomwa kwa chuma cha pua 17-4 PH ili kufafanua msongamano wa mwisho, awamu, muundo mdogo na sifa. Vipengele vinne vya msingi vya uchanganuzi wa takwimu ni matibabu ya joto, angahewa ya sintering, mkusanyiko wa oksijeni wa awali, na saizi ya chembe.

Joto la sintering lina ushawishi mkubwa zaidi kwenye wiani wa sintered.

 

Ukubwa wa chembe

Kueneza kwa uso ni mchakato ambao uunganisho wa chembe ya kwanza wakati wa sintering hufanyika; chembe ndogo na eneo kubwa la uso itaimarisha dhamana ya awali. Mshikamano wa chembe ya uti wa mgongo wa polima utabadilishwa na kuunganisha uso kueneza mara tu binder pyrolysis inapofanyika. Usambazaji wa mpaka wa nafaka unahitaji ukuaji wa shingo kadiri uunganisho wa sintering kati ya chembe za chuma unavyoongezeka ili kuunda mipaka ya nafaka kati ya chembe. Wakati mpaka wa nafaka hutengeneza, ukubwa wa nafaka una jukumu kubwa katika kupiga wakati shrinkage inapoanza, na ina athari ya kinyume kwa kiwango cha sintering. Hata hivyo, athari ya ukubwa wa awali wa chembe inaweza kukabiliwa na halijoto kubwa zaidi au muda mrefu wa kushikilia.

 

anga

Katika chuma cha pua, chaguzi za kawaida za mazingira ya sintering ni pamoja na utupu, hidrojeni, nitrojeni, hidrojeni-nitrojeni, na argon-hidrojeni.


Anga mbili maarufu za sintering kwa chuma cha pua 17-4 PH ni hidrojeni na utupu. Kuna kupungua kwa oksidi wakati kaboni inapoongezwa. Silicon na chromium zinaweza kushikilia oksijeni bila kuongeza kaboni ya grafiti. Kupunguza oksidi hutokea wakati hali ya joto iko juu na kiwango cha hidrojeni ni cha juu; kiwango cha chini cha umande kitahakikisha mchakato huu. Uoksidishaji wa uso wa baridi unaotokea baada ya kuzama utaunda mipako tulivu ya silikoni, chuma na chromium inayostahimili kutu.

Kama kiimarishaji chenye nguvu cha austenite, nitrojeni ina athari katika ukuzaji wa martensite na sifa kuu za chuma cha pua. Inapopoa, nitrojeni, ambayo huyeyuka katika austenite, hushuka kama Cr2N. Chromium katika eneo la mpaka wa nafaka itapunguzwa na mvua hii, ambayo itasababisha ulikaji wa ndani kutokea haraka. Matokeo yake, ni lazima tuzuie nitrojeni kuingia kwenye anga ya sintering na baridi vipengele chini ya 900 ° C kwa kasi ya 200 ° C kwa dakika. katika chuma cha pua 17-4 PH ili kuzuia uzalishaji wa nitridi ya chromium.

Graphite pia hutoa shinikizo la chini la sehemu ya monoksidi ya kaboni katika vinu vya utupu, ndiyo sababu tanuu za utupu wa grafiti hufanikiwa katika uwekaji wa utupu. Kwa 1300°C na shinikizo la chini la CO ya 0.001, inaweza kubadilisha oksidi ya chromium hadi chromium.

 

 

Kiwango cha joto na joto

Mizunguko ya kawaida ya sintering ni pamoja na uondoaji wa uchafu na michakato ya kuchomwa kwa binder ambayo inajumuisha joto na kushikilia kwa viwango tofauti vya joto. Ili kupunguza uchafu, halijoto inayofaa inakaribia 1000°C, wakati kwa kuondolewa kwa polima kabisa, inakaribia 600°C.

Chuma cha pua 17-4PH hupunguka katika upimaji wa dilatometri kwa kiwango cha juu cha takriban 1250°C, ambapo msongamano kamili (98%) huhitaji joto la juu la 1300°C. Shaba na chromium, hata hivyo, zitayeyuka kwa viwango hivi vya juu vya joto, labda kusababisha hasara ya matibabu ya joto na upinzani wa kutu.

 

Zaidi ya hayo, awali ya delta-ferrite inasaidiwa na joto kubwa zaidi; kwa kuenea kwa kasi, awamu hii itasaidia katika msongamano wa mwisho. Makoloni meupe ya delta-ferrite na maeneo meusi ya matundu ya oksidi ya duara yanaonekana katika grafu ifuatayo ya muundo mdogo wa MIM 17-4PH katika kung'arisha.

Muundo mdogo wa 1260 SS17-4 MIM

 

Udhibiti wa Carbon

Wakati wa mchakato wa sintering, kaboni ni kiimarishaji kingine cha austenite. Nguvu ya juu na ugumu utapatikana kwa viwango vya chini vya maudhui ya kaboni iliyohifadhiwa katika 17-4, chini ya asilimia 0.1 ya uzito. Awamu, msongamano na sifa za kiufundi za chuma cha pua 17-4 PH zote zitaathiriwa na mabadiliko ya maudhui ya kaboni.

 

Poda ya atomi ya mchakato wa MIM, mabaki ya binder, mzunguko wa debinding, mazingira ya sintering, oksijeni ya kuanzia, na joto la juu la sintering ni baadhi ya vigezo vinavyoathiri kiwango cha kaboni. Kiamuzi cha msingi cha maudhui ya mwisho ya kaboni wakati wa kuzama ni kiwango cha awali cha oksijeni. Kwa mfano, 0.03% ya kaboni hupotea wakati wa kunyunyizia hidrojeni ya poda 17-4 za gesi zilizo na atomi katika 1343°C. Zaidi ya hayo, hasa katika halijoto ya chini ya kuunguza, mabaki ya binder pia yanaweza kusababisha uchafuzi wa kaboni.

Katika sintering ya hidrojeni na utupu, nguvu ya mvutano ya chuma cha pua 17-4 inathiriwa na kiasi cha kaboni ambacho huhifadhiwa. Katika matibabu ya joto ya H900 au H1100, au katika sintering ya kawaida ya 1300 hadi 1360°C. Picha ifuatayo inaonyesha jinsi nguvu ya mvutano inavyopungua inavyoonekana kadri maudhui ya kaboni yanavyoongezeka.

 

Kudumisha Muda

Katika sintering, nyakati za kushikilia kwenye joto la juu zaidi huanguka kati ya dakika 60 na 120. kutoka kwa msongamano wa sintered dhidi ya halijoto na saa inayofuata. Joto linapoongezeka kutoka 1240 ° C hadi 1360 ° C, inaonyesha msongamano unaoendelea kutoka 96.3% hadi 98.3%. Kompakt za sintering hufikia msongamano kamili (98%), baada ya dakika 60 za kushikilia. Porosity huondolewa na kiwango cha uharibifu wa pore hupungua wakati wa awamu hii. Kupoteza kwa mipaka ya nafaka na uchovu wa porosity ni sababu za msingi.

 

Faida za MIM 17-4

Upinzani wa juu kwa kutu
Ugumu wa umri unaosababishwa na matibabu ya joto
Nguvu ya viwanda na uimara
Upinzani bora kwa joto
Inafaa kwa jiometri ngumu ya MIM

 

Tabia za Mitambo

Kuhusu vifaa vya miundo, MIM 17-4 PH hutumiwa. Sifa zinazoweza kulinganishwa pendwa ni nguvu, ugumu, na urefu. Kwa kuongeza, uchovu, nguvu ya mavuno, na ugumu wa kuvunjika ni masuala ambayo yanaathiriwa na vigezo kadhaa vya usindikaji.

Picha ifuatayo ni muhtasari wa vigezo vya wastani vya 17-4 PH kulingana na uchanganuzi wa takwimu wa miradi kadhaa ya MIM. Vigezo vya sintering vinawajibika kwa karibu 60% ya tofauti katika mali.

 

Kwa mujibu wa kiwango cha sekta ya MIM, chuma cha pua 17-4 PH lazima iwe na nguvu ya chini ya 790 MPa, ugumu wa 27 HRC baada ya sintering, na ugumu wa 1070 MPa na 33 HRC baada ya kutibu joto. 4% elongation kwa wote wawili. Nguvu ya mvutano ya chuma cha pua 17-4PH baada ya 1350 ° C sintering na matibabu ya joto ya H900 ni 1280 MPa kwa poda ya atomi ya gesi na 1136 MPa kwa unga wa atomi ya maji. Ikumbukwe kwamba poda ya atomi ya gesi inaweza kufikia nguvu ya joto ya 1485 MPa na urefu wa 9%.

 

Upinzani wa Kutu

Aina nne za chuma cha pua cha sintered (304, 316, 430, na 17-4) hupitia majaribio ya kawaida ya kutu katika hali mbalimbali. Matokeo yanaonyesha kuwa 17-4 ndio sugu kidogo kwa hali hizi. Zaidi ya hayo, kwa sababu vinyweleo kwenye viambajengo vilivyochomwa husababisha ulikaji wa ndani kwa kugawanyika kwa mkusanyiko, nyenzo iliyochongwa hustahimili kutu kuliko nyenzo iliyokauka. Kunyunyizia haidrojeni na poda ya atomi ya gesi ni mbinu mbili maarufu za kuboresha upinzani wa kutu kwa sababu oksijeni iliyobaki ni kikwazo.

Upinzani wa kutu pia unahusiana na utangamano wa kibayolojia. Ikilinganishwa na aloi za titani na kobalti, chuma cha pua 17-4 PH kina cytotoxicity nzuri lakini haina utangamano wa jumla wa ushindani.

 

Soko la Maombi la PH la MIM 17-4

Sifa bora za kiufundi hutolewa na chuma cha pua cha 17-4 PH kwenye joto la juu kama 350°C. Kwa kuongeza, ni muda mrefu wa kutosha kwa chuma cha vase na welds, na kupigana na kuongeza kunaweza kupunguzwa kwa kupokanzwa kwa joto la chini kwa muda mfupi.

Kwa sababu ya kutu bora na upinzani wa joto, aerospace 17-4 chuma cha pua ni chaguo bora kwa matumizi ya anga. Usafi wa juu wa poda na msongamano unaweza kuhakikisha maisha ya bidhaa za MIM 17-4 na kupunguza mabadiliko ya makosa.

Magari
Nyenzo zinazotumiwa sana katika utengenezaji wa magari ni chuma cha pua 17-4 kwa sababu ni rahisi kusindika katika maumbo anuwai. Kwa uimara mkubwa, teknolojia ya ukingo wa sindano ya chuma pia huongeza uwezo wake wa jiometri changamano.

Wateja
Kwa sababu ya upinzani wake wa kipekee wa kutu, 17-4 hutumiwa sana katika matumizi ya watumiaji kwa kutumia teknolojia ya MIM. Zaidi ya hayo, nguvu na ugumu wa kipekee wa nyenzo hii huhakikisha utendakazi usio na makosa.

Kwa kumalizia

MIM 17-4 PH hupiga hatua za ajabu katika kuboresha sifa za muundo. Kwa programu nyingi zinazofaa, hutoa mchanganyiko wa kuvutia wa mali zilizopigwa. Halijoto ya sintering ndicho kibainishi kikuu cha sifa za mwisho ikilinganishwa na aina ya poda, saizi ya chembe, msongamano wa kijani kibichi, muda wa kushikilia na vigezo vingine. Zaidi ya hayo, awamu ambayo iko katika vifaa vya sintered huathiri mali ya sintered.

Wakati huo huo, matibabu ya joto baada ya sintering, msongamano wa sintered, na mofolojia ya awamu zote huathiri sifa. Ingawa msongamano wa sintered huamua sifa, Ubonyezaji wa Moto wa Isostatic (HIP) huwaongeza.

Uundaji wa Sindano za Chuma (MIM) unazidi kuwa wa hali ya juu kwa kutumia chuma cha pua 17-4 PH. Ili kutoa maombi zaidi ya sintered 17-4 PH, JHMIM inategemea msingi wa teknolojia ya MIM.