630 (17-4 PH) مقابل 631 (17-7 PH): مقارنة الفولاذ المقاوم للصدأ المتصلب بالترسيب

630 و 631 هما أكثر الفولاذ المقاوم للصدأ المتصلب بالترسيب (PH) شيوعًا، ومع ذلك يتم الخلط بينهما كثيرًا في أدبيات الموردين ومراجعات التصميم. يصل كلاهما إلى قوة شد تبلغ حوالي 1300-1400 ميجا باسكال خلال فترة التعتيق، وكلاهما مغناطيسي بعد التصلب، وكلاهما يستخدم في الفضاء الجوي والآلات عالية الأداء. الاختلافات هيكلية وعملية: 630 يتصلب مباشرة من المارتينسيت ويسهل تصنيعه؛ 631 هو الأوستنيتي بعد التلدين ويجب تحويله إلى مارتنسيت عن طريق المعالجة الحرارية أو الميكانيكية الحرارية قبل التعتيق. تقارن هذه المقالة درجات التركيب والمعالجة الحرارية والخواص الميكانيكية ومقاومة التآكل والتكلفة بحيث يتم تحديد الدرجة المناسبة للوظيفة.

1. التسميات والمعايير

ملكية	630 (17-4 ف)	631 (17-7 ف)
رقم يو إن إس	S17400	S17700
أستم	A564 (شريط)، A693 (لوحة/ورقة/شريط)	A693 (لوحة/ورقة/شريط)
إن	1.4542 / X5CrNiCuNb16-4	1.4568 / X7CrNiAl17-7
جيس	SUS630	SUS631

2. التركيب الكيميائي (ASTM A564 / A693)

العنصر (بالوزن%)	630 (S17400)	631 (S17700)
الكربون، كحد أقصى	0.07	0.09
المنغنيز، الحد الأقصى	1.00	1.00
السيليكون، الحد الأقصى	1.00	1.00
الفوسفور، الحد الأقصى	0.040	0.040
الكبريت، الحد الأقصى	0.030	0.030
الكروم	15.0–17.5	16.0–18.0
النيكل	3.0–5.0	6.5–7.75
نحاس	3.0–5.0	-
النيوبيوم + التنتالوم	0.15–0.45	-
الألومنيوم	-	0.75–1.5

630 يصلب بواسطة ترسيب النحاس؛ 631 يتصلب بترسيب مركبات النيكل والألومنيوم بين المعادن . 631 ويحمل تقريبًا ضعف النيكل 630، وهو السبب الرئيسي لارتفاع تكلفته ولبنيته الأصلية الأوستنيتي قبل التحول.

3. طرق المعالجة الحرارية والخواص الميكانيكية

لا يتم معالجة الدرجتين حرارياً بنفس الطريقة:

630:يصلب المحلول عند 1040 ± 15 درجة، ثم يبرد إلى 32 درجة أو أقل (الحالة أ)، ثم ينضج مباشرة - على سبيل المثال H900 عند 480 ± 6 درجة لمدة ساعة واحدة، أو H1150 عند 620 ± 6 درجة لمدة 4 ساعات. إن مارتنسيت المتكون عند التبريد يصبح قديمًا كما هو.

631:صلب فهو الأوستنيتي. للتصلب، يجب أولاً تحويله:TH1050(الصلب أو التبريد أو العمل البارد لتحويل الأوستينيت إلى مارتنسيت، ثم تعتيق عند 565 درجة لمدة 90 دقيقة) أوRH950(ضعه في الثلاجة عند -75 درجة، ثم ضعه في درجة حرارة 510 درجة لمدة ساعة واحدة).

الصف / الحالة	قوة الشد، MPa	قوة الخضوع 0.2%، ميجاباسكال	استطالة،٪	صلابة، لجنة حقوق الإنسان
630 H900 (ASTM A564 دقيقة)	1310	1170	10	40 (نموذجي ≈ 44)
630 H1150 (ASTM A564 دقيقة)	930	725	16	28 (نموذجي ≈ 31)
631 TH1050 (نموذجي لكل ممارسة A693)	≈ 1240	≈ 1035	≈ 9	≈ 43
631 RH950 (نموذجي لكل ممارسة A693)	≈ 1380	≈ 1210	≈ 9	≈ 44

بالنسبة لـ 631، يصل RH950 إلى أعلى قوة؛ يُفضل TH1050 عندما يكون هناك حاجة إلى توازن القوة والمتانة والتحكم في الأبعاد. يوفر كلا الشرطين 631 صلابة أفضل في درجات الحرارة المنخفضة بشكل ملحوظ من 630، ولهذا السبب يظهر 631 في التطبيقات المبردة والفضاء الجوي وصولاً إلى حوالي -200 درجة . 630 ويحتفظ بقوة مفيدة إلى حوالي 260-300 درجة وغالبًا ما يكون الطريق الأرخص إلى جزء عالي القوة؛ يتم استخدام 631 بشكل عام عندما يكون أداء الورقة أو الشريط أو الزنبرك عند درجة الحرارة مطلوبًا.

4. مقارنة مقاومة التآكل

630:مقاومة التآكل مماثلة لـ 304 في الغلاف الجوي والمياه العذبة والخدمة الكيميائية الخفيفة؛ يعمل بشكل مقبول في المحاليل الملحية لحقول النفط ولكن لا يوصى به للغمر البحري غير المحمي. تعمل درجات الحرارة المرتفعة (H1150) على تحسين مقاومة التشقق الناتج عن التآكل الناتج عن الإجهاد وهي مطلوبة لحدود صلابة الخدمة الحامضة.

631:مقاومة أفضل قليلاً للكلوريد من 630 بسبب ارتفاع الكروم فيها، وتتحمل التعرض لرذاذ الملح على المدى القصير؛ لا يزال أقل من 316L في الخدمة البحرية، وأدائه يعتمد على حالة التحول/الشيخوخة.

كلاهما:يتفوق بشكل واضح على درجات المارتنسيت مثل 410/420 في البيئات المسببة للتآكل، ولكن كلاهما يقع تحت الدرجات المزدوجة (مثل UNS S32205) في بيئات الكلوريد العدوانية.

5. إرشادات التصنيع والتكلفة والاختيار

بالقطع:يتم تصنيع 630 في الحالة "أ" بسلوك مشابه لـ 304، ثم يصبح قديمًا - يكون سير العمل المفضل للأجزاء المعقدة . 631 أصعب في الماكينة في الحالة الأوستنيتي الملدنة ويتصلب العمل بسرعة؛ التصنيع قبل معالجة التحويل هو الطريق المعتاد.

تشكيل:يمكن سحب 631 في الحالة الملدنة بعمق أو تشكيلها قبل التصلب، وهو ما يناسب أشكال الربيع والحجاب الحاجز . 630 بشكل مقبول في الحالة أ ولكنه أقل ليونة من الدرجات الأوستنيتي.

اللحام:لا يتم لحام أي من الدرجات لواجبات الحمل الحرجة دون إعادة التلدين وإعادة التقادم؛ يؤدي اللحام إلى تعطيل البنية المجهرية المتصلبة وتفقد المنطقة المتأثرة بالحرارة جزءًا كبيرًا من قوتها. عندما لا يمكن تجنب الوصلات الملحومة، يتم التصميم للمعالجة الحرارية بعد اللحام.

يكلف:وكقاعدة عامة للسوق، فإن 630 أقل تكلفة بنسبة 15-20٪ تقريبًا من 631 في شكل منتج مكافئ، مدفوعًا بمحتوى النيكل الأقل.

اختر 630للأعمدة وسيقان الصمامات وأجزاء المضخة وأدوات قاع النفط/الغاز والمثبتات والمكونات الطبية التي تتطلب قوة بالإضافة إلى مقاومة معتدلة للتآكل.

اختر 631للينابيع، والمنافيخ، والأغشية، والألواح الهيكلية للطائرات، وأقواس الصواريخ والأقمار الصناعية، والمكونات المبردة أو المتعلقة بالغاز الطبيعي المسال.

الأسئلة المتداولة

ما هو الفرق الرئيسي بين 630 و 631؟

التعدين والتكلفة. 630 (17-4 PH) عبارة عن درجة PH مارتنسيتية مقوية بواسطة ترسيب النحاس - أرخص وأسهل في الماكينة ومتعددة الاستخدامات. 631 (17-7 PH) هي درجة PH شبه أوستنيتي تحتاج إلى معالجة تحويلية (TH1050/RH950) وتوفر قوة أعلى للصفائح وصلابة أفضل للتبريد بتكلفة أعلى.

هل يمكن استخدام 631 كبديل مباشر لـ 630؟

فقط بعد إعادة تقييم التصميم. 631 يعطي قوة أعلى في شكل الورقة ولكنه يكلف أكثر، ويصعب تصنيعه، وله متطلبات مختلفة للمعالجة الحرارية. لا ينصح بالاستبدال دون إعادة التأهيل.

لماذا يحتاج 631 إلى علاج تحويلي قبل الشيخوخة؟

لأنه أوستنيتي بعد التلدين - فالمارتنسيت الذي يجب تعتيقه غير موجود بعد. يتم تحويل الأوستينيت إلى مارتنسيت عن طريق التبريد (RH950) أو عن طريق مزيج من العمل البارد والتكييف (TH1050)، وعندها فقط ينتج التعتيق رواسب التقوية.

ما هي الدرجة الأفضل للخدمة المبردة؟

631. صلابته في درجات الحرارة المنخفضة متفوقة، ولهذا السبب يظهر في تطبيقات الفضاء الجوي والغاز الطبيعي المسال حتى -200 درجة . 630 غير محدد للخدمة المبردة.

هل 630 و 631 مغناطيسي؟

كلاهما بشكل أساسي غير مغناطيسي في حالة الملدن (الأوستنيت/المعالجة بالمحلول) ويصبح مغناطيسيًا بعد التصلب - 630 لأن المارتينسيت يتشكل عند التبريد، 631 لأن الأوستينيت يتحول إلى مارتنسيت أثناء تسلسل التصلب.

ما هي المعالجة الحرارية 630 الأفضل لتحقيق أقصى قدر من المتانة؟

H1150 (620 درجة، 4 ساعات) أو H1150M يعطي أفضل صلابة ومقاومة للتآكل الإجهادي مع قوة شد تبلغ حوالي 930 ميجا باسكال. اختر H900 (1310 ميجا باسكال) فقط عندما تفوق القوة القصوى متطلبات المتانة والتآكل.