630 (17-4 PH) مقابل 631 (17-7 PH) الفولاذ المقاوم للصدأ المتصلب بالترسيب: قوة متعددة الاستخدامات مقابل الصلابة المبردة

 

ما هي تركيباتها الأساسية والاختلافات الرئيسية في الخصائص الميكانيكية؟

يحتوي 630 (17-4 PH) على 15-17.5% كروم، و3-5% ني، و3-5% نحاس، و0.15-0.45% Nb، و≥0.07% C. في الحالة المعالجة بالحرارة H900، يحقق قوة إنتاج تصل إلى ~1100 ميجا باسكال وصلابة تبلغ 38 HRC، مما يوازن القوة، الليونة ومقاومة التآكل للاستخدام الصناعي العام.631 (17-7 PH) يتميز بـ 16-18% كروم، 6.5-7.75% ني، 0.75-1.5% آل، و ≥0.09% سي، بدون نحاس أو نيوبيوم. تنتج المعالجة الحرارية TH1050 قوة إنتاجية تصل إلى 1380 ميجا باسكال تقريبًا وصلابة تبلغ 42 HRC، مع صلابة استثنائية عند درجات حرارة تحت الصفر تصل إلى -200 درجة مئوية. كلا الدرجتين غير مغناطيسيتين في حالة التلدين بالمحلول وتصبح مغناطيسية بعد التصلب بالترسيب.

كيف تختلف عمليات المعالجة الحرارية للحصول على الأداء الأمثل؟

بالنسبة لـ 630، فإن دورة H900 القياسية هي: يصلب المحلول عند 1040 درجة مئوية، ويروي إلى درجة حرارة الغرفة، ثم ينضج عند 480 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة لزيادة القوة إلى أقصى حد. يؤدي التعتيق عند درجات حرارة أعلى (على سبيل المثال، 620 درجة مئوية لحالة H1150) إلى تقليل القوة ولكنه يحسن مقاومة التآكل والمتانة. ويتطلب 631 عملية من خطوتين-لأعلى أداء: تصلب المحلول عند 1065 درجة مئوية، ثم التبريد إلى درجة حرارة الغرفة، ثم التعتيق عند 510 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة (حالة TH1050). ويمكن أيضًا أن يتم تصنيعه على البارد-قبل التعتيق لزيادة القوة بنسبة 10-15%. ويجب تصنيع كلا الدرجتين في المحلول-حالة التلدين-حيث يصعب للغاية تصنيع حالتهما المتصلبة بدون أدوات كربيد متخصصة.

في أي التطبيقات لا يمكن استبدال درجة واحدة على الأخرى؟

اختر 630 لتطبيقات التآكل العامة-القوة والمتوسطة-: أدوات قاع النفط والغاز، وسيقان الصمامات، وقضبان الأسطوانات الهيدروليكية، والمزروعات الطبية مثل براغي تقويم العظام حيث يكون التوافق الحيوي والقوة أمرًا بالغ الأهمية. اختر 631 لاستخدامات الفضاء الجوي، والدفاع، والاستخدامات المبردة: مكونات معدات هبوط الطائرات، وأجزاء نظام توجيه الصواريخ، وأقواس الأقمار الصناعية، ومعدات تخزين الغاز الطبيعي السائل (LNG) التي تواجه درجات حرارة شديدة يُفضل استخدام التقلبات.631 أيضًا في خدمة درجات الحرارة المرتفعة-التي تصل إلى 315 درجة مئوية، بينما تنخفض قوة 630 بسرعة فوق 260 درجة مئوية.

كيف يمكن مقارنة مقاومتها للتآكل بدرجات القوة-الأخرى العالية؟

يوفر 630 مقاومة للتآكل مقارنةً بالفولاذ المقاوم للصدأ 304، كما أنه يقاوم الظروف الجوية والمياه العذبة والتآكل الكيميائي الخفيف. إنه يعمل بشكل جيد في المحاليل الملحية لحقول النفط ولكن لا يوصى به في البيئات البحرية التي لا تحتوي على طبقات حماية. إن المحتوى العالي من الكروم في 631 يمنحه مقاومة أفضل قليلاً للكلوريد من 630، ويتحمل التعرض لرذاذ الملح على المدى القصير - في منشآت الطيران الساحلية. لا يزال أقل من مقاومة التآكل البحري التي يتميز بها 316L. يتفوق كلا الصفين على درجات المارتنسيت مثل 410 و420 في البيئات المسببة للتآكل، ولكنهما أقل مقاومة من الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج (على سبيل المثال، 2205) للبيئات الصناعية القاسية.

ما هي المفاضلة بين التكلفة والتصنيع-بين الدرجتين؟

630 أرخص بنسبة 15-20% من 631، مما يجعله خيارًا فعالاً من حيث التكلفة-للتطبيقات غير الفضائية عالية القوة-. كما يعمل محتواه من النحاس على تحسين قابلية التصنيع مقارنةً بـ 631.631 الذي يتمتع بقابلية تشكيل أقل من 630 بسبب محتواه العالي من النيكل والألومنيوم، مما يتطلب قوة أكبر للثني والسحب العميق لتجنب التشقق. لا يُنصح باللحام للأحمال الحرجة-الأجزاء الحاملة من أي درجة-يؤدي اللحام إلى تعطيل البنية الدقيقة المتصلبة للترسيب-، مما يقلل القوة في المنطقة المتضررة بالحرارة- بنسبة 30-40%.