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Qu'est-ce que Acier inoxydable 17-4 Ph ?
L'acier inoxydable martensitique à durcissement par précipitation 17-4 PH, également appelé acier de type 630, est un alliage d'acier inoxydable. Il se compose de chrome, de nickel, de cuivre et de niobium/columbium en petite quantité et de tantale en très faible quantité. Le nom implique qu'il fonctionne via la méthode de « renforcement des précipitations » (le « PH » dans son nom signifie « Precipitation Hardening ») avec le processus de traitement thermique. Cet acier au carbone microallié se caractérise par son excellente résistance à la corrosion, sa haute résistance, sa bonne ténacité et sa facilité de formage. Les applications de ce matériau peuvent être trouvées dans les industries aérospatiale, pétrochimique, agroalimentaire et maritime, où il est polyvalent et possède des propriétés souhaitables.
Quelle est la règle de dénomination de l’acier inoxydable 17-4 Ph ?
La convention de dénomination de l'acier inoxydable 17-4 PH est conforme aux normes industrielles à l'aide desquelles le premier chiffre « 17 » représente le pourcentage approximatif de chrome et « 4 » représente le pourcentage approximatif de nickel dans l'alliage. Le « PH » indique le rôle du « durcissement par précipitation ». Après traitement thermique, l'acier devient résistant. De plus, « Type 630 » est une autre désignation fréquemment utilisée pour l'acier inoxydable 17-4 PH, étant l'un des alias de l'alliage couramment utilisé dans les spécifications et les normes.
L'acier inoxydable 17-4 Ph a-t-il d'autres noms ?
L'acier inoxydable 17-4 PH est un alliage martensitique à durcissement par précipitation, également appelé acier inoxydable de type 630. Il offre une excellente résistance à la corrosion et une excellente maniabilité grâce au mélange d’une famille d’alliages à haute résistance. Sa convention de dénomination est conforme aux normes de l'industrie. Le numéro est attribué pour impliquer la composition approximative. Par exemple, le nom « 17-4 » signifie que l’alliage contient 17 % de chrome et 4 % de nickel. L'indicateur « PH » indique sa capacité à durcir par précipitation après un traitement thermique. De plus, le produit porte la désignation UNS S17400 ; La spécification ASTM A564-Grade 630 offre une référence standardisée pour le commerce international.
Quelles sont les séries d’acier inoxydable ?
Les séries d'acier inoxydable sont principalement classées en fonction de leur composition chimique et de leur microstructure en plusieurs catégories principales : Les séries d'acier inoxydable sont principalement classées en fonction de leur composition chimique et de leur microstructure en plusieurs catégories principales :
- Aciers inoxydables austénitiques : Ce sont les trois principaux types d'acier inoxydable qui déterminent le niveau de nickel et de chrome : (1) élevé. Ils possèdent des propriétés très de résistance à la corrosion, une excellente soudabilité et une excellente capacité de formage. Certaines des notes typiques sont 304 et 316.
- Aciers inoxydables ferritiques : Ils contiennent pour une efficacité maximale. Les aciers austénitiques sont plus soudables et formables, mais ils ne présentent aucun avantage en termes de résistance à la corrosion et de magnétisme par rapport aux aciers ferrite. Beaucoup de ces unités sont des grades 430 et 446.
- Aciers inoxydables martensitiques : Ces aciers ont un niveau plus élevé de carbone et de chrome, ce qui, lors du traitement thermique, les aide à devenir plus solides et plus durs. On les rencontre normalement dans des applications allant de la coutellerie aux applications à forte usure, telles que les couteaux. Habituellement, leurs notes comprennent 410 et 420.
- Aciers inoxydables duplex : Dotés de propriétés ferritiques et austentiques combinées, ils sont très solides et présentent une bonne résistance à la corrosion. Ces véhicules sont efficaces dans des conditions environnementales extrêmes. Ces diplômes sont 2205 et 2507.
- Aciers inoxydables à durcissement par précipitation : La tendance avec laquelle cet acier subit un traitement de solidification augmentant ainsi ses propriétés mécaniques est connue sous le nom de renforcement. Le traitement thermique offre donc à la fois des propriétés mécaniques essentielles et une résistance à la corrosion recommandées pour des applications telles que l'aérospatiale et d'autres applications hautes performances. Les qualités typiques sont 17-4PH et 15-5PH
Pour chaque série d'acier inoxydable, il existe des applications spécifiques, la sélection doit donc être effectuée en fonction des conditions environnementales locales et des performances requises du produit final.
Propriétés de l'acier inoxydable 17-4 Ph
Composition chimique de l'acier inoxydable 17-4 Ph
| Élément | Contenu (%) |
|---|---|
| Fer, Fe | 73 |
| Chrome, Cr | 15.0 – 17.5 |
| Nickel, Ni | 3.0 – 5.0 |
| Cuivre, Cu | 3.0 – 5.0 |
| Manganèse, Mn | 1.0 |
| Silicium, Si | 1.0 |
| Tantale, Ta | 0.45 |
| Niobium, Nb (Columbium, Cb) | 0.45 |
| Nb + Ta | 0.15 – 0.45 |
| Carbone, C | 0.070 |
| Phosphore, P | 0.040 |
| Soufre, S | 0.030 |
Propriétés physiques de l'acier inoxydable 17-4 Ph
| Propriétés | Métrique | Impérial |
| Densité | 7,75 g/cm3 | 0,280 lb/po³ |
| Module de cisaillement | 77,4 GPa | 11200 ksi |
| Module d'élasticité | 190-210 GPa | 27557-30458 ksi |
| Coefficient de Poisson | 0.27-0.30 | 0.27-0.30 |
| Dureté, Brinell | 352 | 352 |
| Dureté, Knoop (estimée à partir de Rockwell C) | 363 | 363 |
| Dureté, Rockwell C | 36 | 36 |
| Dureté, Vickers (estimée à partir de Rockwell C) | 349 | 349 |
| Coefficient de dilatation thermique (@ 21-93°C/69,8-199°F) | 10,8 µm/m°C | 6,00 µpo/po°F |
| Conductivité thermique (pour condition H 900 à 149ºC. 22,6 W/mK pour H 900 à 482ºC) | 17,9 W/mK | 124 BTU po/h.pi².°F |
L'influence de la composition élémentaire sur les propriétés de l'acier inoxydable 17-4
Les propriétés de l’acier inoxydable 17-4 font naturellement partie de sa composition en éléments. Le chrome, principal élément d'alliage, améliore les propriétés de résistance à la corrosion pour différents supports. Le nickel augmente la ténacité, la ductilité et la résistance à haute température et, en outre, améliore la résistance à la corrosion. Le cuivre augmente la résistance à la corrosion, en particulier dans le milieu marin, et contribue au durcissement par précipitation. Les ajouts poreux de niobium et de tantale luménisent les grains et leur transformation en durcissement par précipitation. Les teneurs en carbone et en manganèse sont toutes deux maintenues faibles pour améliorer la résistance à la corrosion et le durcissement de la surface. Dans l'ensemble, le contrôle global de la composition élémentaire confère les propriétés mécaniques nécessaires aux applications majeures, par exemple la résistance à la corrosion, la résistance, la ténacité et la soudabilité. Ainsi, l’acier inoxydable 17-4 est utilisé à bon escient à différentes fins par de nombreuses industries.
Limites de l'acier inoxydable 17–4
Bien que l’acier inoxydable martensitique 17-4 présente de nombreux avantages, il présente également des problèmes. Premièrement, son prix est souvent élevé, en raison d'une composition complexe et, en outre, d'un traitement supplémentaire comprenant un durcissement par précipitation. Au contraire, cela pose un défi en raison de la susceptibilité aux fissures, d'où la nécessité d'un préchauffage et d'un traitement thermique après soudage. De plus, son usinabilité est dégradée par rapport aux autres nuances d’acier inoxydable, ce qui augmente l’usure et le coût d’usinage. Il présente une excellente résistance à la corrosion, mais tous les alliages haut de gamme ne fonctionnent pas bien dans un environnement très agressif. Premièrement, un contrôle précis du traitement thermique est vital pour l’obtention des propriétés mécaniques attendues. Les produits transformés deviennent donc des produits très complexes à produire. Cela souligne l'importance du grand soin qui doit être pris en compte lors du choix de l'acier inoxydable 17-4 pour des applications spécifiques.
L’acier inoxydable 17-4 peut-il être coulé ?
L'acier inoxydable 17-4 PH peut être coulé en utilisant des méthodes de coulée appropriées. Le 17-4 PH est un acier inoxydable à durcissement par précipitation connu pour son excellente résistance à la corrosion, sa solidité et sa ténacité. Il est couramment utilisé dans les applications nécessitant une résistance élevée et une résistance à l'usure, telles que l'aérospatiale, le pétrole et le gaz et les industries médicales.
Les avantages de l’acier inoxydable 17-4 PH
- Haute résistance : l'excellente résistance élevée de l'acier inoxydable 17-4 PH le rend adapté aux applications nécessitant des composants robustes capables de résister à de lourdes charges et à des conditions de stress élevées.
- Résistance à la corrosion : Il offre une bonne résistance à la corrosion dans une large gamme d'environnements, y compris les atmosphères douces, l'eau douce et certains produits chimiques corrosifs. Cela le rend adapté aux applications dans les industries marine, aérospatiale et chimique.
- Traitement thermique : l'acier inoxydable 17-4 PH est durci par précipitation, ce qui signifie qu'il peut être traité thermiquement pour améliorer ses propriétés mécaniques.
- Résistance à l'usure : Il a une bonne résistance à l'usure et au grippage, ce qui le rend adapté aux composants soumis à des conditions de glissement ou abrasives. Cette propriété est bénéfique dans les applications impliquant des machines lourdes, des outils et des pièces résistantes à l'usure.
- Polyvalence : l'acier inoxydable 17-4 PH peut être facilement usiné, soudé et formé, offrant une flexibilité dans les processus de fabrication. Il peut être coulé, forgé ou fabriqué dans une variété de formes, permettant la production de composants complexes.
- Stabilité au vieillissement : Une fois traité thermiquement, les propriétés mécaniques de l'acier inoxydable 17-4 PH restent stables sur une large plage de températures. Cela permet des performances et une fiabilité constantes dans les applications exigeantes.
- Rentable : Bien que l'acier inoxydable 17-4 PH puisse avoir un coût initial plus élevé que d'autres nuances d'acier inoxydable, sa résistance et sa durabilité supérieures peuvent entraîner des économies à long terme en réduisant la maintenance, le remplacement et les temps d'arrêt.
Ces avantages font de l'acier inoxydable 17-4 PH un choix populaire dans les industries telles que l'aérospatiale, le pétrole et le gaz, le nucléaire et le médical, où une combinaison de résistance, de résistance à la corrosion et de polyvalence est requise.
Les méthodes de coulée appropriées pour l’acier inoxydable 17-4 PH
Dans le domaine de la fabrication de composants en acier inoxydable 17-4 PH, un éventail de méthodes de moulage judicieuses émerge :
- Moulage d'investissement : Conçu pour la création méticuleuse de pièces complexes et détaillées, l'utilisation de l'acier inoxydable 17-4 PH dans le moulage de précision garantit une précision accrue et une finition de surface raffinée.
- Moulage en sable: Faisant preuve de polyvalence, cette méthode excelle dans la production de composants plus grands avec moins de complexité, présentant une solution financièrement viable adaptée à des applications spécifiques.
- Coulée centrifuge : Jugé approprié pour les composants aux configurations cylindriques ou symétriques, il confère des propriétés mécaniques louables.
- Moulage de coque : Se distinguant pour conférer aux composants non seulement une précision dimensionnelle louable mais également une finition de surface raffinée, il est méticuleusement conçu pour des applications aux exigences uniques.
- Moulage sous pression : Bien que moins conventionnel pour l'acier inoxydable, le moulage sous pression est envisagé pour des applications spécifiques, notamment dans le domaine des métaux non ferreux.
Autres méthodes d'usinage pour l'acier inoxydable 17-4 Ph
Dans le domaine de l'usinage de pièces en acier inoxydable 17-4 PH, un éventail de méthodologies judicieuses fait surface :
- Usinage CNC : S'inscrivant dans le domaine de la commande numérique par ordinateur, cette méthode facilite une manipulation méticuleuse et automatisée, englobant la découpe, le fraisage et le perçage de composants en acier inoxydable 17-4 PH.
- EDM à fil (usinage par électroérosion) : Exploitant les prouesses des décharges électriques pour plus de précision, cette technique s'avère efficace pour sculpter des formes complexes et exécuter des coupes nettes comme des rasoirs dans l'acier inoxydable 17-4 PH.
- Découpe au laser: Utilisant un laser focalisé pour des incisions de précision dans l'acier inoxydable 17-4 PH, cette méthode est la quintessence de l'obtention de contours élaborés et de bords méticuleux.
La sélection parmi ces méthodologies dépend des exigences distinctes du projet, englobant les tolérances, les attributs des matériaux et le produit final envisagé, chaque technique possédant ses mérites uniques.
Application courante du moulage d'acier inoxydable 7-4 Ph
L'acier inoxydable 17-4 PH est largement coulé pour des applications critiques dans tous les secteurs :
Aérospatial:
- Moulage d'aubes de turbine, de pièces de moteur et de composants critiques en raison de son rapport résistance/poids élevé et de sa résistance à la corrosion.
Pétrole et gaz :
- Idéal pour le moulage de vannes, de composants de pompes et d'équipements, offrant une résistance à la corrosion dans les environnements difficiles.
Instruments médicaux:
- Utilisé dans le moulage d'instruments chirurgicaux, d'équipements dentaires et de composants d'implants, nécessitant solidité et résistance à la corrosion.
Composants de pompe et de vanne :
- Caster pour roues à aubes, Raccord de tuyau, et corps de vannes, résistant aux fluides corrosifs et offrant une haute résistance.
Pièces automobiles:
- Utilisé dans les composants du moteur et du système d'échappement, tels que Collecteur d'échappement, offrant une combinaison cruciale de résistance et de résistance à la corrosion.
