mim նյութ չժանգոտվող պողպատ 17-4

MIM 17-4 PH Overview

Հիմնվելով AISI 17-4 PH ստանդարտի վրա՝ MIM 17-4 PH-ը մարտենզիտային տեղումներից կարծրացնող չժանգոտվող պողպատ է: Այն առանձնանում է կոռոզիոն դիմադրության և մեխանիկական հատկությունների խառնուրդով։

Մետաղների ներարկման համաձուլվածքների ոլորտում ամենատարածված MIM նյութերից մեկը 17-4 PH չժանգոտվող պողպատն է: Այս մետաղն ունի կոռոզիոն դիմադրության, կարծրության և ամրության հիանալի խառնուրդ: Լավ ուժ ունեցող բարդ կտորները հնարավոր են դառնում 17-4-ի բացառիկ հատկությունների շնորհիվ: Ավելին, երկրորդային կարծրացումն իրականացվում է սինթերման գործընթացում որոշակի պարամետրերի փոփոխման միջոցով:

Քանի որ 17-4 PH-ը դիմադրում է կոռոզիային, ինչպես 304L, այն հաճախ օգտագործվում է մեխանիկական հատկություններ պահանջող ծրագրերում:

Բացի այդ, MIM-17-4 PH-ը նույնականացվում է UNS S17400, AISI 630, ASTM A564, AMS 5643 և չժանգոտվող պողպատից 17-4 PH:

 

Քիմիական նյութերի կազմը

Չժանգոտվող պողպատ 17-4-ի քիմիական բաղադրությունը ներկայացված է ստորև՝ տարրերով և դրանց համապատասխան քաշային տոկոսներով.

• Երկաթ (Fe):Մնացորդը (մնացած մասը)
• Նիկել (Ni):3.00-5.00%
• Սիլիկոն (Si):1.00%
• Ածխածին (C):0.07%
• Chromium (Cr):15.50-17.50%
• Նիոբիում (Nb):0,15-0,45%
• Մանգան (Mn):1.00%
• Պղինձ (Cu):3.00-5.00%
• Ծծումբ (S):0.03%

Կազմը ապահովում է նյութի ամրությունը, կոռոզիոն դիմադրությունը և արդյունաբերական տարբեր կիրառությունների համար հարմար այլ հատկություններ:

MIM 17-4 PH չժանգոտվող պողպատը սովորաբար ունի մեխանիկական հատկություններ, որոնք 10-25%-ով ավելի վատ են, քան 17-4 PH մշակվածը: Հիմնական պատճառները ներառում են.

Պղտորման թերությունները ներառում են երկարատև ածխածնի կեղտերը, պահպանված ծակոտիները և հատիկները:
Գոլորշիացումից առաջացած տարրերի կորուստ՝ Cr, Cu և Ni:
Անմաքրության ընդգրկում՝ O, C և N:

Դանդաղեցման դեպքում դեմքի կենտրոնացված խորանարդ ավստենիտի փուլը կայունացվում է ածխածնի և ազոտի բաղադրիչներով: Մյուս կողմից, մարմնի վրա կենտրոնացած խորանարդ դելտա ֆերիտը կարագացնի սինթերման տեմպը: Չժանգոտվող պողպատը 17-4PH ենթարկվում է տեղումների ռեակցիաների, որոնք հանգեցնում են բարձր կարծրության և ամրության, մինչդեռ մնացորդային դելտա-ֆերիտը նվազեցնում է ուժը: Բացի այդ, մարտենզիտը առաջանում է սինթրումից հետո սառեցման փուլում:

MIM արտադրանքի հիմնական բաղադրիչը թթվածինն է: Օքսիդներով պատված չժանգոտվող պողպատի փոշիների նախնական մակերեսը մեծ է, և թթվածնի քանակը տատանվում է՝ կախված փոշու արտադրության մեթոդից: MIM 17-4 PH մասերում թթվածնի բարձր մակարդակը հանգեցնում է կոռոզիոն դիմադրության և ցածր մեխանիկական բնութագրերի, քանի որ այս օքսիդները կզրկեն քրոմի կոռոզիան զսպելու ունակությունը:

 

Տիպիկ հատկությունները

Բարդ, բարձր արդյունավետությամբ չժանգոտվող պողպատից մասեր ստեղծելու բարդ տեխնիկան MIM-ն է: Պիկ ջերմաստիճանը, տաքացման արագությունը, շրջակա միջավայրը, պահպանման տևողությունը և փոշու մասնիկների չափը բոլորն ազդում են չժանգոտվող պողպատի 17-4 PH սինդրոմի վրա: Բազմաթիվ գործոններ ազդում են 17-4 PH համաձուլվածքի բաղադրության վրա, որն իր հերթին ազդում է միկրոկառուցվածքի փուլերի, սինթրման վարքագծի և վերջնական բնութագրերի վրա: Գործընթացի մթնոլորտից ազոտը, փոշուց կամ մթնոլորտից թթվածինը և փոշուց կամ կապակցող ածխածինը հիմնական բաղադրիչներն են:

 

Ուժի, կարծրության և կոռոզիոն դիմադրության իդեալական հավասարակշռությունը 17-4 PH-ը դարձնում է հանրաճանաչ ընտրություն: Էլեկտրոնիկայի, ատամնաբուժության, բժշկության և օդատիեզերական ոլորտների արտադրանքները ջերմային մշակումից հետո գրավիչ են համարում որակների խառնուրդը: տատանվում է ըստ կազմության՝ Fe, Ni, Cu և Cr-ի փոփոխություններով։ Սոլիդուսի ջերմաստիճանը մոտ 1405°C է, իսկ հեղուկինը մոտավորապես 1440°C է։ Մեխանիկական հատկությունները արձագանքում են ջերմային բուժմանը. Կոտրվածքի երկարացումը տատանվում է 8-ից 14%-ի սահմաններում, ելքի ուժը՝ 760-ից 1240 ՄՊա, առաձգական ուժը՝ 1000-ից 1340 ՄՊա, իսկ կարծրությունը՝ 43 HRC:

 

Հզորության, կարծրության և կոռոզիոն դիմադրության բացառիկ համադրությունը 17-4 PH չժանգոտվող պողպատը դարձնում է նախընտրելի ընտրություն մետաղի ներարկման արդյունաբերության մեջ: Մարտենզիտային չժանգոտվող պողպատը, որն առավել հաճախ կարծրացվում է տեղումների արդյունքում, 17-4 PH է:

• Մեծ ուժ
• Չափազանց ծանր
• Հոյակապ դիմադրություն կոռոզիայից
• Կոշտություն կոտրվածքների համար
• ջերմային մշակման և եռակցման բնութագրերը

 

Կապակցման և անջատման ազդեցությունները

Չժանգոտվող պողպատից 17-4 PH ներարկման համաձուլվածքների համար օգտագործվում են բազմաթիվ կապող համակարգեր. ամենատարածվածներն են 60% լցոնիչ, 30% ողնաշար և 10% մակերեսային ակտիվ նյութ:

Քանի որ կապող բաղադրիչների մնացորդները կփոխեն թթվածնի կամ ածխածնի վերջնական մակարդակը, ապակապումը ազդում է վերջնական բնութագրերի վրա: Ապապոլիմերացումը կամ լուծիչով արդյունահանումը անջատման սկզբնական քայլն է. օրինակ՝ պարաֆին մոմը լուծվում է հեպտանի մեջ, իսկ պոլիթիլեն գլիկոլը՝ տաք ջրում։ Ավելին, գոլորշիացնող ազոտաթթուն օգտագործվում է կատալիտիկ անջատման մեջ՝ պոլիօքսիմեթիլենը հեռացնելու համար: Ամրացման երկրորդ փուլում կապակցիչը հեռացնելու լավագույն միջոցը ջրածնային միջավայրում 600-ից 1000°C ջերմաստիճանում պահելն է: Այս փուլը երբեմն կոչվում է սինթերման սկզբնական փուլ:

 

Ազդեցության պարամետրի ազդեցությունը

Մի շարք փոփոխականներ փոխազդում են չժանգոտվող պողպատի 17-4 PH սինթրման ժամանակ՝ սահմանելու վերջնական խտությունը, փուլը, միկրոկառուցվածքը և բնութագրերը: Վիճակագրական վերլուծության չորս հիմնական բաղադրիչներն են ջերմային մշակումը, սինթրման մթնոլորտը, թթվածնի սկզբնական կոնցենտրացիան և մասնիկների չափը:

Պղտորման խտության վրա ամենաշատ ազդեցությունն ունի սինթրման ջերմաստիճանը:

 

Մասնիկների չափը

Մակերեւութային դիֆուզիոն գործընթացն է, որով տեղի է ունենում առաջին մասնիկների միացումը սինթերման ժամանակ. ավելի մեծ մակերեսով ավելի փոքր մասնիկը կամրապնդի նախնական կապը: Ողնաշարի պոլիմերի մասնիկների կպչունությունը կփոխարինվի մակերևութային դիֆուզիոն կապով, երբ տեղի ունենա կապի պիրոլիզը: Հացահատիկի սահմանային դիֆուզիային անհրաժեշտ է պարանոցի աճ, քանի որ մետաղական մասնիկների միջև սինթրինգային կապը մեծանում է՝ մասնիկների միջև հատիկի սահմաններ ստեղծելու համար: Երբ ձևավորվում է հացահատիկի սահմանը, հատիկի չափը մեծ դեր է խաղում սինթրման մեջ, երբ սկսվում է նեղացումը, և այն հակադարձ ազդեցություն է ունենում սինթրման արագության վրա: Այնուամենայնիվ, մասնիկների սկզբնական չափի ազդեցությունը կարող է հակազդել ավելի բարձր գագաթնակետային ջերմաստիճանների կամ պահպանման ավելի երկար ժամանակի միջոցով:

 

Մթնոլորտը

Չժանգոտվող պողպատում սինթերման միջավայրի ստանդարտ տարբերակները ներառում են վակուում, ջրածին, ազոտ, ջրածին-ազոտ և արգոն-ջրածին:


Չժանգոտվող պողպատի 17-4 PH սինթերման երկու ամենահայտնի մթնոլորտներն են ջրածինը և վակուումը: Ածխածնի ավելացման ժամանակ օքսիդի նկատելի անկում է նկատվում: Ե՛վ սիլիցիումը, և՛ քրոմը կարող են թթվածին պահել առանց գրաֆիտի ածխածնի ավելացման: Օքսիդների նվազեցումը տեղի է ունենում, երբ ջերմաստիճանը բարձր է, իսկ ջրածնի մակարդակը՝ բարձր; ցածր ցողի կետը երաշխավորում է այս գործընթացը: Սառը մակերևույթի օքսիդացումը, որը տեղի է ունենում սինթրումից հետո, կստեղծի սիլիցիումի, երկաթի և քրոմի պասիվ ծածկույթ, որը դիմադրում է կոռոզիային:

Որպես ուժեղ աուստենիտի կայունացուցիչ՝ ազոտը ազդում է մարտենզիտի և չժանգոտվող պողպատի վերջնական բնութագրերի վրա: Երբ սառչում է, ազոտը, որը լուծելի է ավստենիտի մեջ, նստում է որպես Cr2N: Հացահատիկի սահմանային տարածքում քրոմը կսպառվի այս նստվածքից, ինչը կհանգեցնի տեղայնացված կոռոզիայի արագ առաջացման: Արդյունքում, մենք պետք է կանխենք ազոտի ներթափանցումը սինթինգային մթնոլորտ և բաղադրիչները սառչենք 900°C-ից ցածր՝ րոպեում 200°C արագությամբ: չժանգոտվող պողպատից 17-4 PH՝ քրոմի նիտրիդի արտադրությունը կանխելու համար:

Գրաֆիտը նաև արտադրում է ածխածնի մոնօքսիդի ցածր մասնակի ճնշում վակուումային վառարաններում, այդ իսկ պատճառով գրաֆիտի վակուումային վառարանները հաջողակ են վակուումային սինթերման մեջ։ 1300°C և CO-ի 0,001 ցածր մասնակի ճնշման դեպքում այն ​​կարող է քրոմի օքսիդը վերածել քրոմի:

 

 

Ջերմաստիճանը և ջեռուցման արագությունը

Տիպիկ սինթրման ցիկլերը ներառում են կեղտոտության վերացման և կապող նյութերի այրման գործընթացները, որոնք ենթադրում են տաքացում և պահպանում տարբեր ջերմաստիճաններում: Աղտոտման նվազեցման համար իդեալական ջերմաստիճանը մոտ 1000°C է, մինչդեռ պոլիմերների վերջնական հեռացման համար այն մոտ է 600°C:

Չժանգոտվող պողպատը 17-4PH ենթարկվում է սինտրինգի կծկման դիլատոմետրիայի փորձարկման ժամանակ մոտ 1250°C առավելագույն արագությամբ, մինչդեռ ամբողջական խտությունը (98%) պահանջում է առավելագույն ջերմաստիճան 1300°C: Այնուամենայնիվ, պղինձը և քրոմը գոլորշիանալու են այս բարձր ջերմաստիճաններում, ինչը կարող է հանգեցնել ջերմային մշակման և կորոզիայի դիմադրության կորստի:

 

Բացի այդ, դելտա-ֆերիտի սինթեզին նպաստում են ավելի մեծ ջերմաստիճանները. ավելի արագ դիֆուզիոնով այս փուլը կնպաստի վերջնական խտացմանը: Սպիտակ դելտա-ֆերրիտի գաղութները և շրջանաձև օքսիդի ծակոտիների մուգ հատվածները տեսանելի են MIM 17-4PH-ի հետևյալ միկրոկառուցվածքի գծապատկերում սինթերման ժամանակ:

1260 SS17-4 MIM-ի միկրոկառուցվածքը

 

Ածխածնի վերահսկում

Ախտացման գործընթացում ածխածինը ավստենիտի մեկ այլ կայունացուցիչ է: Ավելի բարձր ամրություն և կարծրություն ձեռք կբերվի 17-4-ում պահպանված ածխածնի ցածր պարունակության դեպքում՝ 0,1 քաշային տոկոսից ցածր: Չժանգոտվող պողպատից 17-4 PH-ի փուլերը, խտացումը և մեխանիկական բնութագրերը կազդեն ածխածնի պարունակության փոփոխության վրա:

 

MIM գործընթացի ատոմացված փոշին, կապի մնացորդները, կապակցման ցիկլը, սինթրման միջավայրը, մեկնարկային թթվածինը և եռման առավելագույն ջերմաստիճանը որոշ փոփոխականներ են, որոնք ազդում են ածխածնի մակարդակի վրա: Ածխածնի վերջնական պարունակության առաջնային որոշիչը թթվածնի սկզբնական մակարդակն է: Օրինակ՝ 1343°C ջերմաստիճանում 17-4 գազով ատոմացված փոշիների ջրածնային սինթրման ժամանակ կորչում է 0,03% ածխածին։ Ավելին, հատկապես սինթրման ավելի ցածր ջերմաստիճանի դեպքում, կապակցման մնացորդները կարող են նաև առաջացնել ածխածնային աղտոտում:

Ջրածնի և վակուումային սինթրման ժամանակ չժանգոտվող պողպատի 17-4-ի առաձգական ուժի վրա ազդում են ածխածնի այն քանակությունները, որոնք պահպանվում են: կա՛մ H900, կա՛մ H1100 ջերմամշակման, կա՛մ 1300-ից 1360°C-ում ստանդարտ սինթրման ժամանակ: Հետևյալ պատկերը ցույց է տալիս, թե ինչպես է առաձգական ուժը նկատելիորեն նվազում, երբ ածխածնի պարունակությունը մեծանում է:

 

Ժամանակի պահպանում

Պղտորման ժամանակ ամենաբարձր ջերմաստիճանում պահելու ժամանակը ընկնում է 60-ից 120 րոպեի սահմաններում: սինթերված խտությունից և ջերմաստիճանի և ժամանակի գրաֆիկից, որը հետևում է: Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է 1240°C-ից մինչև 1360°C, այն ցույց է տալիս առաջադեմ խտություն 96,3%-ից մինչև 98,3%: Ախտահանող կոմպակտները հասնում են ամբողջական խտության (98%), 60 րոպե պահելուց հետո: Ծակոտկենությունը հեռացվում է և ծակոտիների ոչնչացման արագությունը նվազում է այս փուլում: Հացահատիկի սահմանների կորուստը և ծակոտկենության հոգնածությունը հիմնական պատճառներն են:

 

MIM 17-4-ի առավելությունները

Բարձր դիմադրություն կոռոզիայից
Ջերմային բուժման արդյունքում առաջացած տարիքային կարծրացում
Արդյունաբերական ուժ և ամրություն
Ջերմության նկատմամբ ակնառու դիմադրություն
Իդեալական է MIM-ի բարդ երկրաչափության համար

 

Մեխանիկական բնութագրեր

Ինչ վերաբերում է կառուցվածքային սարքերին, ապա օգտագործվում է MIM 17-4 PH: Սիրված համեմատելի հատկանիշներն են ուժը, կարծրությունը և երկարացումը: Բացի այդ, հոգնածությունը, զիջման ուժը և կոտրվածքի ամրությունը խնդիրներ են, որոնց վրա ազդում են մշակման մի քանի փոփոխականներ:

Հետևյալ պատկերն ամփոփում է 17-4 PH-ի միջին պարամետրերը՝ հիմնված մի քանի MIM նախագծերի վիճակագրական վերլուծության վրա: Պղտորման պարամետրերը պատասխանատու են հատկությունների տատանումների մոտ 60%-ի համար:

 

Համաձայն MIM արդյունաբերական ստանդարտի՝ չժանգոտվող պողպատը 17-4 PH պետք է ունենա նվազագույն առաձգական ուժ՝ 790 ՄՊա, կարծրություն՝ 27 HRC՝ սինթինգից հետո, և կարծրություն՝ 1070 ՄՊա և 33 HRC՝ ջերմային մշակումից հետո: 4% երկարացում երկուսի համար: Չժանգոտվող պողպատի 17-4PH առաձգական ուժը 1350°C սինթրեումից և H900 ջերմային մշակումից հետո 1280 ՄՊա է գազով ատոմացված փոշու համար և 1136 ՄՊա՝ ջրով ատոմացված փոշու համար: Հարկ է նշել, որ գազի ատոմիզացված փոշին կարող է հասնել 1485 ՄՊա ջերմային մշակված առաձգական ուժի՝ 9% երկարացումով:

 

Դիմադրություն կոռոզիայից

Չորս տեսակի սինթեր չժանգոտվող պողպատը (304, 316, 430 և 17-4) ենթարկվում են կոռոզիոն ստանդարտ փորձարկման տարբեր իրավիճակներում: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ 17-4-ը ամենաքիչ դիմացկուն է այս պայմաններին: Ավելին, քանի որ սինտրացված բաղադրիչների ծակոտիները կոնցենտրացիայի բևեռացման միջոցով առաջացնում են տեղային կոռոզիա, դարբնոցային նյութն ավելի դիմացկուն է կոռոզիայից, քան սինթրած նյութը: Ջրածնի սինթրումը և գազի ատոմացված փոշին կոռոզիոն դիմադրությունը բարելավելու երկու հանրաճանաչ տեխնիկա են, քանի որ մնացորդային թթվածինը թերություն է:

Կոռոզիոն դիմադրությունը նույնպես կապված է կենսահամատեղելիության հետ: Տիտանի և կոբալտի համաձուլվածքների համեմատությամբ, չժանգոտվող պողպատը 17-4 PH-ն ունի լավ ցիտոտոքսիկություն, բայց չունի մրցակցային ընդհանուր կենսահամատեղելիություն:

 

PH հավելվածի շուկա MIM 17-4-ի համար

Ակնառու մեխանիկական հատկությունները ապահովում են 17-4 PH չժանգոտվող պողպատը մինչև 350°C ջերմաստիճանի դեպքում: Բացի այդ, այն բավականաչափ դիմացկուն է և՛ ծաղկամանների մետաղի, և՛ եռակցման համար, և թեքությունն ու թեփոտումը կարող են կրճատվել՝ կարճ ժամանակով ցածր ջերմաստիճանում տաքացնելով:

Իր բարձր կոռոզիայից և ջերմային դիմադրության պատճառով օդատիեզերական 17-4 չժանգոտվող պողպատը հիանալի ընտրություն է օդատիեզերական կիրառությունների համար: Փոշու բարձր մաքրությունը և խտացումը կարող են ապահովել MIM 17-4 արտադրանքի կյանքի տևողությունը և նվազագույնի հասցնել սխալի փոփոխությունը:

Տրանսպորտային միջոցներ
Ավտոմեքենաների արտադրության մեջ ամենաշատ օգտագործվող նյութը չժանգոտվող պողպատն է 17-4, քանի որ այն պարզ է մշակվում տարբեր ձևերի մեջ: Զգալի երկարակեցությամբ, մետաղի ներարկման համաձուլվածքների տեխնոլոգիան նաև մեծացնում է բարդ երկրաչափության կարողությունը:

Հաճախորդներ
Իր բացառիկ կոռոզիոն դիմադրության պատճառով 17-4-ը լայնորեն օգտագործվում է սպառողական ծրագրերում՝ օգտագործելով MIM տեխնոլոգիան: Ավելին, այս նյութի բացառիկ ուժն ու կարծրությունը երաշխավորում են առանց սխալների ֆունկցիոնալությունը:

Եզրափակելով

MIM 17-4 PH-ը զարմանալի քայլեր է կատարում կառուցվածքային հատկությունների օպտիմալացման գործում: Բազմաթիվ համապատասխան կիրառությունների համար այն առաջարկում է սինթրած հատկությունների մի շարք գրավիչ համակցություններ: Փոշու տիպի, մասնիկների չափի, կանաչ խտության, պահպանման տեւողության և այլ պարամետրերի համեմատությամբ վերջնական ատրիբուտների առաջնային որոշիչն է սինթրեման ջերմաստիճանը: Ավելին, այն փուլը, որն առկա է սինթրեված նյութերում, ազդում է սինթրած հատկությունների վրա:

Միևնույն ժամանակ, սինթրինգից հետո ջերմային մշակումը, սինթերի խտությունը և փուլային ձևաբանությունը ազդում են բնութագրերի վրա: Մինչ սինթրած խտությունը որոշում է բնութագրերը, տաք իզոստատիկ սեղմումը (HIP) ուժեղացնում է դրանք:

Մետաղների ներարկման համաձուլվածքները (MIM) գնալով զարգանում են չժանգոտվող պողպատից 17-4 PH: Սինտերված 17-4 PH-ի համար հետագա կիրառումներ առաջարկելու համար JHMIM-ը կախված է MIM տեխնոլոգիական բազայից: