Proprietà meccaniche dell'acciaio inossidabile 17-4PH: Condizioni da H900 a H1150

Come il 17-4PH ottiene le sue proprietà meccaniche

17-4PH, UNS S17400, è un acciaio inossidabile martensitico indurente per precipitazione-. Dopo il trattamento in soluzione, la lega viene consegnata nella Condizione A, uno stato morbido e formabile, e una successiva fase di invecchiamento fa precipitare particelle ricche di rame nella matrice martensitica. La temperatura di invecchiamento determina l'equilibrio finale delle proprietà: temperature di invecchiamento più basse danno la massima resistenza, mentre temperature più elevate scambiano parte della forza con duttilità e resilienza. Questo articolo elenca le proprietà meccaniche pubblicate per barre, fili e forgiati in AMS 5643, per lamiere, nastri e piastre in AMS 5604 e per piastre nella stessa famiglia di trattamento, in modo che un progettista possa specificare una condizione con numeri noti.

Cosa significano i codici di condizione

I codici di condizione come H900 e H1150 indicano la temperatura di invecchiamento in gradi Fahrenheit: H900 è invecchiato a 900 gradi F (482 gradi), H925 a 925 gradi F (496 gradi), H1025 a 1025 gradi F (552 gradi), H1075 a 1075 gradi F (579 gradi), H1100 a 1100 gradi F. (593 gradi) e H1150 a 1150 gradi F (621 gradi). Il tempo di maturazione è di un'ora seguito dal raffreddamento ad aria. Il suffisso M indica il trattamento H1150 a-trazione minima e D il trattamento H1150 a doppia-età; entrambi migliorano la resistenza alla rottura da stress-corrosione rispetto al singolo invecchiamento. Ciascuna condizione controlla anche la durezza, quindi il codice descrive completamente lo stato meccanico previsto.

Proprietà meccaniche della barra 17-4PH (AMS 5643)

Condizione	Resistenza alla trazione (ksi/MPa)	Resistenza allo snervamento 0,2% (ksi/MPa)	Allungamento% (2 pollici/4D)	Riduzione dell'area%	Durezza Rockwell C
Condizione A	–	–	–	–	39 massimo
H900	190 / 1310	170 / 1172	10	40	40–47
H925	170 / 1172	155 / 1069	10	44	38–45
H1025	155 / 1069	145 / 1000	12	45	34–42
H1075	145 / 1000	125 / 862	13	44	31–38
H1100	140 / 965	115 / 793	14	45	30–37
H1150	135 / 931	105 / 724	16	50	28–37

I valori seguono AMS 5643 e sono minimi per gli intervalli di dimensioni coperti dalla specifica. Le conversioni MPa sono arrotondate.

Proprietà meccaniche di fogli, nastri e piastre 17-4PH (AMS 5604)

Lamiere, nastri e piastre sono coperti da AMS 5604. I minimi di resistenza corrispondono ai valori della barra, mentre l'allungamento minimo è inferiore perché il materiale sottile viene testato nella direzione trasversale; i range di durezza sono gli stessi della barra.

Condizione	Resistenza alla trazione (ksi/MPa)	Resistenza allo snervamento 0,2% (ksi/MPa)	Allungamento% (2 pollici, foglio con spessore inferiore a 0,1874 pollici)	Durezza Rockwell C
Condizione A	–	–	–	38 massimo
H900	190 / 1310	170 / 1172	5	40–47
H925	170 / 1172	155 / 1069	5	38–45
H1025	155 / 1069	145 / 1000	5	35–42
H1075	145 / 1000	125 / 862	5	33–39
H1100	140 / 965	115 / 793	5	32–38
H1150	135 / 931	105 / 724	8	28–37

Valori di targa, condizioni di invecchiamento e selezione delle condizioni

I dati della piastra pubblicati su H900 mostrano una trazione di 190.000 psi, una resa di 170.000 psi, un allungamento del 10%, una riduzione dell'area del 40%, una durezza Brinell di 388 e una durezza Rockwell di 40 C; per H1150 la stessa fonte elenca 135.000 psi di trazione, 105.000 psi di resa, 16% di allungamento, 50% di riduzione dell'area, 277 Brinell e 28 Rockwell C. I trattamenti invecchiati estendono ulteriormente l'intervallo: H1150-M offre una resistenza alla trazione minima di 115.000 psi con un allungamento del 18% e Riduzione del 55% dell'area e H1150-D fornisce una trazione minima di 125.000 psi con allungamento del 16% e riduzione dell'area del 50%, con durezza Brinell da circa 255 fino a 311 per la condizione di doppia invecchiamento.

Scelta di una condizione per la tua parte

Utilizzare H900 quando sono richieste la massima resistenza e durezza ed è accettabile una certa perdita di duttilità, ad esempio alberi, perni, elementi di fissaggio e parti soggette ad usura. Passa a H1025–H1100 per una via di mezzo tra forza e tenacità. Scegli H1150, H1150-M o H1150-D per componenti sottoposti a carico di impatto-e per applicazioni in cui la resistenza alla tensocorrosione è fondamentale. Le parti lavorate nella condizione A e invecchiate successivamente subiranno un piccolo cambiamento dimensionale durante l'invecchiamento, pertanto i sovrametalli di finitura dovrebbero seguire la stessa pratica utilizzata per altri gradi indurenti per precipitazione.

Domande frequenti

Qual è la resistenza alla trazione di 17-4PH a H900?Minimo 190 ksi (1310 MPa), con carico di snervamento dello 0,2% di 170 ksi (1172 MPa), allungamento del 10% e riduzione dell'area del 40% per la barra secondo AMS 5643.

Come si confronta l'H1150 con l'H900?L'H1150 scambia circa 55 ksi di resistenza alla trazione con circa il doppio dell'allungamento minimo e una migliore resilienza, motivo per cui è preferito per carichi dinamici.

Perché l'allungamento della lamiera è inferiore all'allungamento della barra?Lamiera, nastro e lamiera sono testati nella direzione trasversale con un calibro più corto, quindi i valori di allungamento minimo del 5% a H900 sono inferiori al 10% indicato per la barra testata longitudinalmente.

Quale durezza ci si può aspettare da H900?Rockwell C 40–47 per barre e lamiere; i valori di piastra sono comunemente riportati come 388 Brinell e 40 Rockwell C.

Cosa significano H1150-M e H1150-D?M e D sono trattamenti H1150 modificati, a minima-trazione e a doppia-età, che migliorano la resistenza alla fessurazione da stress-corrosione con una resistenza leggermente ridotta.

Il 17-4PH può essere fornito nella condizione A?Sì, in soluzione-ricotto condizione A con durezza fino a circa 38–39 Rockwell C, in modo che i produttori possano lavorare la parte prima dell'invecchiamento.

Quali specifiche governano 17-4PH?Barre, fili e pezzi fucinati sono coperti da AMS 5643 e ASTM A564 Tipo 630; lamiere, nastri e piastre secondo AMS 5604; la designazione europea è EN 10088-3, 1.4542 (X5CrNiCuNb16-4).