mim материалы баспайтын болат 17-4

MIM 17-4 PH шолу

AISI 17-4 PH стандартына негізделген MIM 17-4 PH - мартенситті тұндырғышпен қатайтатын баспайтын болат. Ол коррозияға төзімділік пен механикалық қасиеттердің үйлесімімен ерекшеленеді.

Металл бүрку секторында ең көп қолданылатын MIM материалдарының бірі 17-4 PH баспайтын болат болып табылады. Бұл металдың коррозияға төзімділігі, қаттылығы және беріктігі тамаша қоспасы бар. Жақсы беріктігі бар күрделі бөлшектер 17-4-тің ерекше қасиеттерінің арқасында мүмкін болады. Сонымен қатар, қайталама шынықтыру агломерациялау процесінде белгілі бір параметрлерді өзгерту арқылы жүзеге асырылады.

17-4 PH 304L сияқты коррозияға төзімді болғандықтан, ол механикалық қасиеттерді қажет ететін қолданбаларда жиі қолданылады.

Сонымен қатар, MIM-17-4 PH UNS S17400, AISI 630, ASTM A564, AMS 5643 және тот баспайтын болат 17-4 PH арқылы анықталады.

 

Химиялық заттардың құрамы

Тот баспайтын болат 17-4 химиялық құрамы элементтермен және олардың тиісті салмақ пайыздарымен төменде келтірілген:

• Темір (Fe):Баланс (қалған бөлік)
• Никель (Ni):3,00-5,00%
• Кремний (Si):1,00%
• Көміртек (С):0,07%
• Хром (Cr):15,50-17,50%
• Ниобий (Nb):0,15-0,45%
• Марганец (Mn):1,00%
• Мыс (Cu):3,00-5,00%
• Күкірт (S):0,03%

Композиция материалдың беріктігін, коррозияға төзімділігін және әртүрлі өнеркәсіптік қолданбаларға жарамды басқа қасиеттерін қамтамасыз етеді.

MIM 17-4 PH тот баспайтын болаттың механикалық қасиеттері әдетте 17-4 PH өңделгеннен 10-25% нашар. Негізгі себептерге мыналар жатады:

Агломерациялық ақауларға ұзаққа созылған көміртекті қоспалар, ұсталған кеуектер және дәндер жатады.
Элементтердің булану нәтижесіндегі жоғалуы: Cr, Cu және Ni.
Қоспа қоспасы: O, C және N.

Агломерацияны баяулату кезінде бетке бағытталған текше аустенит фазасы көміртегі және азот компоненттерімен тұрақтанады. Екінші жағынан, денеге бағытталған текше дельта ферриті агломерация қарқынын тездетеді. Тот баспайтын болат 17-4PH жоғары қаттылық пен беріктікке әкелетін жауын-шашын реакцияларына ұшырайды, ал қалдық дельта-феррит беріктігін төмендетеді. Сонымен қатар, мартенсит агломерациядан кейін салқындату кезеңінде пайда болады.

MIM өнімдерінің негізгі құрамдас бөлігі оттегі болып табылады. Тот баспайтын болаттан жасалған оксидтермен қапталған ұнтақтардың бастапқы бетінің ауданы жоғары, ал оттегінің мөлшері ұнтақты өндіру әдісіне байланысты өзгереді. MIM 17-4 PH бөліктеріндегі оттегінің жоғары деңгейі коррозияға төзімділігінің нашарлығына және механикалық сипаттамалардың нашар болуына әкеледі, өйткені бұл оксидтер хромның коррозияны тежеу ​​қабілетін жояды.

 

Типтік қасиеттер

Тот баспайтын болаттан жасалған күрделі, өнімділігі жоғары бөлшектерді жасаудың күрделі әдісі - MIM. Ең жоғары температура, қыздыру жылдамдығы, қоршаған орта, ұстау ұзақтығы және ұнтақ бөлшектерінің мөлшері - барлығы тот баспайтын болаттан 17-4 PH агломерациясына әсер етеді. 17-4 PH қорытпасының құрамына көптеген факторлар әсер етеді, бұл өз кезегінде микроқұрылым фазаларына, агломерация тәртібіне және соңғы сипаттамаларға әсер етеді. Технологиялық атмосфераның азоты, ұнтақтағы немесе атмосферадағы оттегі және ұнтақтағы немесе байланыстырғыштағы көміртегі негізгі компоненттер болып табылады.

 

Күштің, қаттылықтың және коррозияға төзімділіктің тамаша балансы 17-4 PH танымал таңдау жасайды. Электроника, стоматология, медицина және аэроғарыш саласындағы өнімдер термиялық өңдеуден кейін тартымды қасиеттер жиынтығын табады. құрамына қарай өзгеріп, Fe, Ni, Cu және Cr өзгереді. Солидустың температурасы шамамен 1405 ° C, ал сұйықтың температурасы шамамен 1440 ° C. Механикалық қасиеттері термиялық өңдеуге жауап береді; сыну ұзаруы 8-ден 14% -ға дейін, аққыштық шегі 760-тан 1240 МПа-ға дейін, созу шегі 1000-нан 1340 МПа-ға дейін, қаттылық 43 HRC-ке жетеді.

 

Беріктіктің, қаттылықтың және коррозияға төзімділіктің ерекше үйлесімі 17-4 PH баспайтын болатты металл бүрку өнеркәсібінде таңдаулы таңдауға айналдырады. Ең жиі жауын-шашынмен шыңдалатын мартенситті тот баспайтын болат 17-4 PH болып табылады.

• Үлкен күш
• Өте қиын
• Коррозияға тамаша төзімділік
• Сынықтарға төзімділік
• термиялық өңдеу және дәнекерлеу сипаттамалары

 

Байланыстырғыш пен байланыстырғыштың әсерлері

Тот баспайтын болаттан 17-4 PH инъекциялық қалыптау үшін көптеген байланыстырғыш жүйелер қолданылады; ең танымалдары - 60% толтырғыш, 30% магистральдық және 10% беттік белсенді зат.

Қалған байланыстырғыш ингредиенттер соңғы оттегі немесе көміртегі деңгейін өзгертетіндіктен, байланыстыру соңғы сипаттамаларға әсер етеді. Деполимеризация немесе еріткішпен экстракция - байланыстырудың бастапқы кезеңі; мысалы, парафинді балауыз гептанда, ал полиэтиленгликоль ыстық суда ериді. Сонымен қатар, полиоксиметиленді кетіру үшін азот қышқылын түтіндеу каталитикалық ажырату үшін қолданылады. Байланыстырудың екінші сатысында байланыстырғышты жоюдың ең жақсы тәсілі оны сутегі ортасында 600-ден 1000°C-қа дейін ұстау болып табылады. Бұл кезең кейде агломерацияны бастау кезеңі деп аталады.

 

Синтерлеу параметрінің әсері

Соңғы тығыздықты, фазаны, микроқұрылымды және сипаттамаларды анықтау үшін 17-4 PH баспайтын болатты агломерациялау кезінде бірқатар айнымалылар өзара әрекеттеседі. Статистикалық талдаудың төрт негізгі компоненті термиялық өңдеу, агломерация атмосферасы, оттегінің бастапқы концентрациясы және бөлшектердің өлшемі болып табылады.

Агломерация температурасы агломерацияланған тығыздыққа ең көп әсер етеді.

 

Бөлшектердің мөлшері

Беттік диффузия - агломерация кезінде бөлшектердің бірінші байланысы жүретін процесс; бетінің ауданы үлкенірек кішірек бөлшек бастапқы байланысты нығайтады. Негізгі полимердің бөлшектердің адгезиясы байланыстырушы пиролиз болғаннан кейін беттік диффузиялық байланыспен ауыстырылады. Астық шекарасының диффузиясы мойынның өсуін қажет етеді, өйткені бөлшектер арасында түйіршік шекарасын жасау үшін металл бөлшектері арасындағы агломерациялық байланыс артады. Астық шекарасы пайда болған кезде түйіршік мөлшері шөгу басталған кезде агломерацияда үлкен рөл атқарады және ол агломерация жылдамдығына кері әсер етеді. Дегенмен, бастапқы бөлшектер мөлшерінің әсерін жоғарырақ температуралар немесе ұзақ ұстау уақыттары арқылы қарсы алуға болады.

 

Атмосфера

Тот баспайтын болатта стандартты агломерациялау ортасының нұсқаларына вакуум, сутегі, азот, сутегі-азот және аргон-сутегі кіреді.


17-4 PH тот баспайтын болаттан жасалған екі ең танымал агломерациялық атмосфера сутегі және вакуум болып табылады. Көміртекті қосқанда оксидтің айтарлықтай төмендеуі байқалады. Кремний де, хром да графиттің көміртегі қоспасынсыз оттегіні ұстай алады. Оксидтердің тотықсыздануы температура жоғары және сутегі деңгейі жоғары болғанда жүреді; төмен шық нүктесі бұл процеске кепілдік береді. Агломерациядан кейін пайда болатын бетінің суық тотығуы коррозияға қарсы тұратын кремний, темір және хромның пассивті жабынын жасайды.

Күшті аустенитті тұрақтандырғыш ретінде азот мартенситтің дамуына және тот баспайтын болаттың соңғы сипаттамаларына әсер етеді. Салқындаған кезде аустенитте еритін азот Cr2N түрінде тұнбаға түседі. Астық шекарасы аймағындағы хром бұл тұнбамен таусылады, бұл локализацияланған коррозияның тез пайда болуына әкеледі. Нәтижесінде азоттың агломерациялық атмосфераға енуіне жол бермеу керек және компоненттерді минутына 200 ° C жылдамдықпен 900 ° C-тан төмен салқындату керек. хром нитридінің өндірісін болдырмау үшін тот баспайтын болаттан 17-4 PH.

Графит сонымен қатар вакуумдық пештерде көміртегі оксидінің төмен парциалды қысымын шығарады, сондықтан графит вакуумдық пештері вакуумды агломерацияда сәтті болады. 1300°C температурада және төмен CO парциалды қысымы 0,001, ол хром оксиді хромға айналдыра алады.

 

 

Температура және қыздыру жылдамдығы

Агломерациялаудың әдеттегі циклдарына әртүрлі температураларда қыздыру мен ұстауды қажет ететін қоспаларды жою және байланыстырғыш заттардың күйіп қалу процестері жатады. Қоспаны азайту үшін идеалды температура 1000 ° C-қа жақын, ал полимерді жою үшін ол 600 ° C-қа жақын.

Тот баспайтын болат 17-4PH дилатометриялық сынау кезінде шамамен 1250°C ең жоғары жылдамдықта агломерациялық шөгуден өтеді, ал толық тығыздық (98%) үшін 1300°C ең жоғары температура қажет. Алайда, мыс пен хром осы жоғары температурада буланып, термиялық өңдеу мен коррозияға төзімділігін жоғалтуы мүмкін.

 

Сонымен қатар, дельта-феррит синтезіне жоғары температура көмектеседі; жылдамырақ диффузия арқылы бұл фаза соңғы тығыздауға көмектеседі. Ақ дельта-феррит колониялары және дөңгелек оксидті саңылаулардың күңгірт аймақтары агломерациядағы MIM 17-4PH микроқұрылымының келесі графигінде көрінеді.

1260 SS17-4 MIM микроқұрылымы

 

Көміртекті бақылау

Агломерация процесінде көміртегі тағы бір аустенитті тұрақтандырғыш болып табылады. Жоғары беріктік пен қаттылыққа 17-4, салмағы 0,1 пайыздан төмен көміртегі мөлшерінің төмен мөлшерімен қол жеткізіледі. Тот баспайтын болаттан жасалған 17-4 PH фазалары, тығыздалу және механикалық сипаттамаларға көміртегі құрамының өзгеруі әсер етеді.

 

MIM процесінің тозаңдандырылған ұнтағы, байланыстырғыш қалдықтары, ажырату циклі, агломерация ортасы, бастапқы оттегі және агломерацияның ең жоғары температурасы көміртегі деңгейіне әсер ететін кейбір айнымалылар болып табылады. Агломерация кезінде көміртегінің соңғы мөлшерінің негізгі анықтаушысы оттегінің бастапқы деңгейі болып табылады. Мысалы, 1343°С температурада 17-4 газды атомдалған ұнтақты сутегі агломерациялау кезінде 0,03% көміртегі жоғалады. Сонымен қатар, әсіресе төмен агломерациялық температурада байланыстырғыш қалдықтары көміртегімен ластануды тудыруы мүмкін.

Сутегі және вакуумдық агломерацияда тот баспайтын болаттың созылу беріктігі 17-4 ұсталатын көміртегінің мөлшері әсер етеді. H900 немесе H1100 термиялық өңдеуінде немесе 1300-ден 1360°C-қа дейінгі стандартты агломерацияда. Төмендегі сурет көміртегі мөлшері артқан сайын созылу беріктігінің айтарлықтай төмендейтінін көрсетеді.

 

Уақытты сақтау

Агломерацияда ең жоғары температурада ұстау уақыттары 60 пен 120 минут аралығында болады. агломерацияланған тығыздықтың температура мен уақыт графигінен келесідей. Температура 1240 ° C-тан 1360 ° C-қа дейін көтерілген кезде ол 96,3% -дан 98,3% -ға дейін прогрессивті тығыздықты көрсетеді. Агломерациялық компакт 60 минут ұстағаннан кейін толық тығыздыққа (98%) жетеді. Бұл фазада кеуектілік жойылады және кеуекті жою жылдамдығы төмендейді. Дән шекараларының жоғалуы және кеуектіліктің шаршауы негізгі себептер болып табылады.

 

MIM 17-4 артықшылықтары

Коррозияға төзімділігі жоғары
Термиялық өңдеуден туындаған қартаюдың қатаюы
Өнеркәсіптік беріктік пен төзімділік
Ыстыққа тамаша төзімділік
MIM күрделі геометриясы үшін өте қолайлы

 

Механикалық сипаттамалары

Құрылымдық құрылғыларға келетін болсақ, MIM 17-4 PH қолданылады. Сүйікті салыстырмалы сипаттамалар - беріктік, қаттылық және ұзарту. Бұған қоса, шаршау, аққыштық күші және сыну беріктігі бірнеше өңдеу айнымалылары әсер ететін мәселелер болып табылады.

Келесі сурет бірнеше MIM жобаларының статистикалық талдауына негізделген 17-4 PH орташа параметрлерін жинақтайды. Агломерация параметрлері қасиеттердің өзгеруінің шамамен 60% -ына жауап береді.

 

MIM салалық стандартына сәйкес 17-4 PH тот баспайтын болаттың ең аз созылу беріктігі 790 МПа, агломерациядан кейінгі қаттылығы 27 HRC және термиялық өңдеуден кейін 1070 МПа және 33 HRC қаттылығы болуы керек. Екеуі үшін де 4% ұзарту. Тот баспайтын болаттан жасалған 17-4PH 1350°C агломерациядан және H900 термиялық өңдеуден кейін созылу беріктігі газбен атомизацияланған ұнтақ үшін 1280 МПа және сумен атомизацияланған ұнтақ үшін 1136 МПа. Айта кету керек, газды атомдалған ұнтақ 9% ұзарту кезінде 1485 МПа термиялық өңдеуден өткен созылу беріктігіне қол жеткізе алады.

 

Коррозияға төзімділік

Агломерленген тот баспайтын болаттың төрт түрі (304, 316, 430 және 17-4) әртүрлі жағдайларда стандартты коррозияға сынауға ұшырайды. Нәтижелер көрсеткендей, 17-4 бұл жағдайларға ең аз төзімді. Сонымен қатар, агломерацияланған компоненттердегі кеуектер концентрациялық поляризация арқылы жергілікті коррозияны тудыратындықтан, өңделген материал агломерленген материалға қарағанда коррозияға төзімді. Сутегі агломерациясы және газды атомдалған ұнтақ коррозияға төзімділікті арттырудың екі танымал әдісі болып табылады, өйткені оттегі қалдығы кемшілік болып табылады.

Коррозияға төзімділік биоүйлесімділікке де қатысты. Титан және кобальт қорытпаларымен салыстырғанда, тот баспайтын болат 17-4 PH жақсы цитотоксикалық қасиеттерге ие, бірақ бәсекеге қабілетті жалпы биоүйлесімділік жоқ.

 

MIM 17-4 үшін PH қолданбалары нарығы

Керемет механикалық қасиеттер 350°C жоғары температурада 17-4 PH тот баспайтын болаттан жасалған. Бұған қоса, ол ваза металына да, дәнекерленген тігістерге де жеткілікті төзімді, ал қысқа уақыт ішінде төмен температурада қыздыру арқылы деформация мен масштабтауды азайтуға болады.

Жоғары коррозияға және ыстыққа төзімділікке байланысты аэроғарыштық 17-4 баспайтын болат аэроғарыштық қолданбалар үшін тамаша таңдау болып табылады. Жоғары ұнтақ тазалығы мен тығыздығы MIM 17-4 өнімдерінің қызмет ету мерзімін қамтамасыз етеді және қателердің өзгеруін азайтады.

Көлік құралдары
Автокөлік өндірісінде ең көп қолданылатын материал 17-4 баспайтын болат болып табылады, өйткені оны әртүрлі пішіндерге өңдеу оңай. Айтарлықтай беріктігі бар металл бүрку технологиясы күрделі геометрия үшін оның сыйымдылығын арттырады.

Тұтынушылар
Коррозияға төзімділігінің арқасында 17-4 MIM технологиясын пайдаланатын тұтынушылық қолданбаларда кеңінен қолданылады. Сонымен қатар, бұл материалдың ерекше беріктігі мен қаттылығы қатесіз жұмыс істеуге кепілдік береді.

Қорытындысында

MIM 17-4 PH құрылымдық қасиеттерді оңтайландыруда таңғажайып қадамдар жасайды. Көптеген сәйкес қолданбалар үшін ол агломерленген қасиеттердің әртүрлі тартымды комбинацияларын ұсынады. Агломерация температурасы ұнтақ түрімен, бөлшектердің өлшемімен, жасыл тығыздығымен, ұстау ұзақтығымен және басқа параметрлермен салыстырғанда соңғы атрибуттардың негізгі анықтаушысы болып табылады. Сонымен қатар, агломерацияланған материалдарда болатын фаза агломерацияланған қасиеттерге әсер етеді.

Сонымен қатар, агломерациядан кейінгі термиялық өңдеу, агломерацияланған тығыздық және фазалық морфология барлығы сипаттамаларға әсер етеді. Агломерленген тығыздық сипаттарды анықтаса, Ыстық изостатикалық басу (HIP) оларды жақсартады.

Металл бүрку (MIM) тот баспайтын болаттан 17-4 PH барған сайын жетілдірілуде. Синтерленген 17-4 PH үшін қосымша қолданбаларды ұсыну үшін JHMIM MIM технологиялық базасына байланысты.