1,4542 (17-4 PH& AISI 630) Barre
Les aciers inoxydables à durcissement par précipitation sont des aciers contenant du chrome et du nickel qui offrent une combinaison optimale des propriétés des nuances martensitiques et austénitiques. Comme les nuances martensitiques, elles sont connues pour leur capacité à acquérir une résistance élevée grâce au traitement thermique et elles ont également la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable austénitique.
Les hautes résistances à la traction des aciers inoxydables à durcissement par précipitation surviennent après un processus de traitement thermique qui conduit au durcissement par précipitation d'une matrice martensitique ou austénitique. Le durcissement est obtenu par l'ajout d'un ou plusieurs des éléments Cuivre, Aluminium, Titane, Niobium et Molybdène.
L'acier à durcissement par précipitation le plus connu est le {{0}} PH. Le nom vient des ajouts de 17 % de chrome et de 4 % de nickel. Il contient également 4 % de cuivre et 0,3 % de niobium. 17-4 PH est également connu sous le nom d'acier inoxydable de qualité 630.
L'avantage des aciers à durcissement par précipitation est qu'ils peuvent être fournis dans un état "traité en solution", qui est facilement usinable. Après usinage ou autre méthode de fabrication, un seul traitement thermique à basse température peut être appliqué pour augmenter la résistance de l'acier. C'est ce qu'on appelle le vieillissement ou le durcissement par vieillissement. Comme il est réalisé à basse température, le composant ne subit aucune déformation.
Caractérisation
Les aciers à durcissement par précipitation sont classés dans l'un des trois groupes en fonction de leurs microstructures finales après traitement thermique. Les trois types sont : martensitique (par exemple 17-4 PH), semi-austénitique (par exemple 17-7 PH) et austénitique (par exemple A-286).
Alliages martensitiques
Les aciers inoxydables martensitiques à durcissement par précipitation ont une structure principalement austénitique à des températures de recuit d'environ 1040 à 1065 degrés. Lors du refroidissement à température ambiante, ils subissent une transformation qui change l'austénite en martensite.
Alliages semi-austénitiques
Contrairement aux aciers martensitiques à durcissement par précipitation, les aciers à durcissement par précipitation semi-austénitiques recuits sont suffisamment tendres pour être écrouis à froid. Les aciers semi-austénitiques conservent leur structure austénitique à température ambiante mais formeront de la martensite à très basse température.
Alliages austénitiques Les aciers austénitiques à durcissement par précipitation conservent leur structure austénitique après recuit et durcissement par vieillissement. À la température de recuit de 1095 à 1120 degrés, la phase de durcissement par précipitation est soluble. Il reste en solution pendant le refroidissement rapide. Lorsqu'il est réchauffé à 650 à 760 degrés, des précipitations se produisent. Cela augmente la dureté et la résistance du matériau. La dureté reste inférieure à celle des aciers martensitiques ou semi-austénitiques à durcissement par précipitation. Les alliages austénitiques restent non magnétiques.
Force
Les limites d'élasticité des aciers inoxydables à durcissement par précipitation sont de 515 à 1415 MPa. Les résistances à la traction vont de 860 à 1520 MPa. Les allongements sont de 1 à 25 %. Le travail à froid avant le vieillissement peut être utilisé pour faciliter des résistances encore plus élevées.
Compositions chimiques
Spécification : EN 10088-3 : 2005
1.4542 Acier
| Élément chimique | pourcentage Présent |
|---|---|
| Carbone (C) | 0.0 - 0.07 |
| Chrome (Cr) | 15.00 - 17.00 |
| Manganèse (Mn) | 0.0 - 1.50 |
| Silicium (Si) | 0.0 - 0.70 |
| Phosphore (P) | 0.0 - 0.04 |
| Soufre (S) | 0.0 - 0.03 |
| Nickel (Ni) | 3.00 - 5.00 |
| Cuivre (Cu) | 3.00 - 5.00 |
| Molybdène (Mo) | 0.0 - 0.60 |
| Niobium (Columbium) (Nb) | 0.0 - 0.45 |
| Fer (Fe) | Solde |
Propriétés
| Propriété physique | Évaluer |
|---|---|
| Densité | 7,75 g/cm³ |
| Dilatation thermique | 10.8 x10^-6 /K |
| Module d'élasticité | 196 GPa |
| Conductivité thermique | 18.4 W/m.K |
| Résistivité électrique | 0.8 x10^-6 Ω .m |
Spécification : EN 10088-3 : 2005
Barre - Solution Recuite - Jusqu'à 100 mm de diamètre. / Épaisseur
| Propriété mécanique | Évaluer |
|---|---|
| Résistance à la traction | 1200 MPa maximum |
| Dureté Brinell | 360 Max HB |
Spécification : EN 10088-3 : 2005
Barre - à P800 - jusqu'à 100 mm de diamètre/épaisseur
| Propriété mécanique | Évaluer |
|---|---|
| Contrainte d'épreuve | 520 minutes MPa |
| Résistance à la traction | 800 - 950 MPa |
| Allongement A | 18Min pour cent |
Spécification : EN 10088-3 : 2005
Barre - à P930 - jusqu'à 100 mm de diamètre. / Épaisseur
| Propriété mécanique | Évaluer |
|---|---|
| Contrainte d'épreuve | 720 mn MPa |
| Résistance à la traction | 930 - 1100 MPa |
| Allongement A | 16 Min pour cent |
Spécification : EN 10088-3 : 2005
Barre - à P960 - jusqu'à 100 mm de diamètre. / Épaisseur
| Propriété mécanique | Évaluer |
|---|---|
| Contrainte d'épreuve | 790 mn MPa |
| Résistance à la traction | 960 - 1160 MPa |
| Allongement A | 12 min pour cent |
Spécification : EN 10088-3 : 2005
Barre - à P1070 - jusqu'à 100 mm de diamètre. / Épaisseur
| Propriété mécanique | Évaluer |
|---|---|
| Contrainte d'épreuve | 1000 MPa minimum |
| Résistance à la traction | 1070 - 1270 MPa |
| Allongement A | 10 min pour cent |
Désignations des alliages
L'acier inoxydable 1.4542 est similaire, mais peut ne pas être un équivalent direct :
17/4
UNS S17400
630e année
Formulaires fournis
Il s'agit d'une spécification de barre, généralement disponible en rond et en hexagone
- Bar
Applications
En raison de la haute résistance des aciers inoxydables à durcissement par précipitation, la plupart des applications sont dans l'aérospatiale et d'autres industries de haute technologie.
Les applications incluent :
~ Engrenages
~ Soupapes et autres composants du moteur
~ Arbres à haute résistance
~ Aubes de turbine
~ Matrices de moulage
~ Emballages de déchets nucléaires
Résistance à la corrosion
Les aciers inoxydables à durcissement par précipitation ont une résistance à la corrosion modérée à bonne dans une gamme d'environnements. Ils ont une meilleure combinaison de résistance mécanique et de résistance à la corrosion que par rapport aux alliages martensitiques de la série 400 pouvant être traités thermiquement. La résistance à la corrosion est similaire à celle de l'acier inoxydable 304.
Dans les environnements de chlorure chauds, 17-4 PH est sensible à la corrosion par piqûres et fissures. Lorsqu'il est vieilli à 550 degrés ou plus, 17-4 PH est très résistant à la fissuration par corrosion sous contrainte. Une meilleure résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte s'accompagne de températures de vieillissement plus élevées.
La résistance à la corrosion est faible dans l'état traité en solution (recuit) et il ne doit pas être utilisé avant le traitement thermique.
Résistance à la chaleur
17-4 Le PH a une bonne résistance à l'oxydation. Afin d'éviter une réduction des propriétés mécaniques, il ne doit pas être utilisé au-delà de sa température de durcissement par précipitation. Une exposition prolongée à 370-480 degré doit être évitée si la résistance à la température ambiante est critique.
Fabrication
La fabrication de tous les aciers inoxydables doit être effectuée uniquement avec des outils dédiés aux matériaux ou outillages en acier inoxydable et les surfaces de travail doivent être soigneusement nettoyées avant utilisation. Ces précautions sont nécessaires pour éviter la contamination croisée de l'acier inoxydable par des métaux facilement corrodés qui peuvent décolorer la surface du produit fabriqué.
Fonctionnement à froid
Le formage à froid tel que le laminage, le pliage et l'hydroformage peut être effectué sur 17-4PH mais uniquement à l'état entièrement recuit. Après écrouissage, la résistance à la corrosion sous contrainte est améliorée par un re-vieillissement à la température de durcissement par précipitation.
Travail à chaud
Le travail à chaud de 17-4 PH doit être effectué à 950 degrés -1200 degrés. Après le travail à chaud, un traitement thermique complet est nécessaire. Cela implique un recuit et un refroidissement à température ambiante ou inférieure. Ensuite, le composant doit être durci par précipitation pour obtenir les propriétés mécaniques requises.
Usinabilité
À l'état recuit, 17-4 PH a une bonne usinabilité, similaire à celle de l'acier inoxydable 304. Après traitement thermique de trempe, l'usinage est difficile mais possible.
Les outils en carbure ou en acier rapide sont normalement utilisés avec une lubrification standard. Lorsque des limites de tolérance strictes sont requises, les changements dimensionnels dus au traitement thermique doivent être pris en compte
Traitement thermique
La clé des propriétés des aciers inoxydables à durcissement par précipitation réside dans le traitement thermique.
Après la mise en solution ou le recuit des aciers inoxydables à durcissement par précipitation, une seule étape de "durcissement par vieillissement" à basse température est utilisée pour obtenir les propriétés requises. Comme ce traitement est effectué à basse température, aucune déformation ne se produit et il n'y a qu'une décoloration superficielle. Pendant le processus de durcissement, une légère diminution de la taille a lieu. Cette diminution est d'environ {{0}},05 % pour la condition H900 et de 0,10 % pour H1150.
Les propriétés mécaniques typiques obtenues pour 17-4 PH après mise en solution et durcissement par vieillissement sont données dans le tableau de la page jointe. Les désignations de condition sont données par la température de durcissement par vieillissement en degrés F.
Condition : Plage de résistance à la traction (N/mm² ou MPa) QT 650 : 650 - 850
QT 700 : 700 - 850
QT 800 : 800 - 950
QT 850 : 850 - 1000
QT 900 : 900 - 1050
Soudabilité
Les aciers à durcissement par précipitation peuvent être facilement soudés en utilisant des procédures similaires à celles utilisées pour la série 300 d'aciers inoxydables.
Le grade 17-4 PH peut être soudé avec succès sans préchauffage. Le traitement thermique après soudage peut être utilisé pour donner au métal fondu les mêmes propriétés qu'au métal de base. Le grade recommandé de baguettes d'apport pour le soudage 17-4 PH est 17-7 PH.
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