Ocele · precipitačne vytvrditeľná nerez (PH)
1.4542 / 17-4PH
Precipitačne vytvrditeľná martenzitická nerez s vysokou pevnosťou, dobrou koróznou odolnosťou a jednoduchým tepelným spracovaním v jednom kroku (H900–H1150).
Popis materiálu
1.4542 (17-4PH, AISI 630) je precipitačne vytvrditeľná martenzitická nerezová oceľ. Kombinuje vysokú pevnosť (až 1300 MPa) s dobrou koróznou odolnosťou porovnateľnou s AISI 304. Vytvrdzuje sa jednoduchým starnutím pri 480–620 °C — bez kalenia do vody a s minimálnym rozmerovým skreslením. Označenia stavu H900/H1025/H1150 udávajú teplotu starnutia v °F.
Mechanické a fyzikálne vlastnosti
Hustota
7,80 g/cm³
Teplota tavenia
1404–1440 °C
Pevnosť v ťahu (Rm)
1000–1300 MPa (H900), 930–1070 MPa (H1025), 800–950 MPa (H1150)
Medza klzu (Rp0,2)
900–1180 MPa (H900), 725–860 MPa (H1150)
Ťažnosť (A)
10–16 %
Tvrdosť
40–44 HRC (H900), 33–36 HRC (H1150)
Tepelná vodivosť
17,8 W/(m·K)
Max. prevádzková T
~300 °C (nad ňou klesá pevnosť aj korózna odolnosť)
Modul pružnosti (E)
196 GPa
Hodnoty sú orientačné (typické priemery). Presné hodnoty závisia od stavu, tepelného spracovania a konkrétnej normy.
Chemické zloženie
Cr 15,0–17,5 %, Ni 3,0–5,0 %, Cu 3,0–5,0 %, Nb+Ta 0,15–0,45 %, C ≤0,07 %, Mn ≤1,0 %, Si ≤1,0 %
Označenia
- EN / DIN
- 1.4542 / X5CrNiCuNb16-4
- ASTM / AISI / UNS
- AISI 630 / UNS S17400 / 17-4PH
- ČSN
- 17465
Typické použitie
- letecké a obranné diely
- hriadele a čerpadlá
- ventily a armatúry
- medicínske nástroje
- diely pre ropný priemysel
Hlavné vlastnosti
- vysoká pevnosť (až 1300 MPa v stave H900)
- dobrá korózna odolnosť (medzi 304 a 316)
- jednoduché tepelné spracovanie
- dobrá rozmerová stabilita pri kalení
Spracovanie
Obrábateľnosť
priemerná (najlepšia v stave rozpúšťacieho žíhania)
Zvariteľnosť
dobrá (bez predohrevu, po zvare precipitačne vytvrdiť)
Povrchové úpravy
Dostupnosť a cena
Dostupnosť
bežná ako tyč, občas plech
Cena
vyššia
Výhody a nevýhody
Výhody
- veľmi vysoká pevnosť pri zachovaní húževnatosti
- korózna odolnosť medzi 304 a 316
- jednoduché tepelné spracovanie v jednom kroku (starnutie)
- minimálne rozmerové zmeny pri vytvrdzovaní
- dobrá obrobiteľnosť v stave rozpúšťacieho žíhania (stav A)
Nevýhody
- nižšia korózna odolnosť v prostredí chloridov ako 316L
- riziko krehnutia pri dlhodobej expozícii nad 300 °C
- vyššia cena ako bežné austenitické nereze
- pri stavoch H900 nižšia húževnatosť pri nízkych teplotách
Typické spracovanie
Alternatívy
Aplikácie a použitie
Letectvo a obrana
- hriadele
- prevodové diely
- nosné konštrukcie
- spojovací materiál
Ropný a plynárenský priemysel
- ventily
- hriadele čerpadiel
- downhole diely
Medicína
- chirurgické nástroje
- diely nástrojov, ktoré musia byť tvrdé a nekorodujúce
Strojárstvo
- hriadele
- ozubené kolesá pre náročné prostredia
- formy pre plasty
Jadrový priemysel
- čerpadlá
- armatúry
- reaktorové komponenty
Obrábanie (CNC parametre)
Obrobiteľnosť
priemerná (~50 % vs. oceľ 1212 v stave A; horšia po vytvrdení)
Rezná rýchlosť
sústruženie 60–120 m/min, frézovanie 80–180 m/min (karbid, stav A)
Nástroj
karbid s PVD povlakom (TiAlN, AlCrN), pozitívna geometria, tuhé upnutie
Chladenie
hojné chladenie emulziou alebo vysokotlakové chladenie (HPC)
obrábať prednostne v stave rozpúšťacieho žíhania (stav A, ~32 HRC) a starnutie robiť až po hrubovaní; po H900 (44 HRC) je nutné brúsenie alebo tvrdé sústruženie CBN.
Zváranie
Zvárateľnosť
dobrá
Prídavný materiál
AWS 630 (17-4PH), alternatívne ER308L pre nevytvrdzované spoje
Vhodné metódy
bez predohrevu; po zvare vykonať rozpúšťacie žíhanie (1040 °C / vzduch) + precipitačné vytvrdenie pre zjednotenie vlastností HAZ.
Povrchové úpravy
Pasivácia (HNO3)
štandard po obrábaní pre obnovu pasivačnej vrstvy
Elektroleštenie
pre medicínu a hygienické aplikácie
PVD povlaky (TiN, DLC)
iba pri stavoch H1025+ (teplota povlakovania < teplota starnutia)
Tvrdé chromovanie
riziko vodíkového krehnutia — nutné odplynenie
Práškové lakovanie
Tepelné spracovanie
Žíhanie
rozpúšťacie žíhanie: 1040 °C / 30 min → vzduch alebo olej (stav A)
Precipitácia
H900: 480 °C / 1 h; H1025: 550 °C / 4 h; H1075: 580 °C / 4 h; H1150: 620 °C / 4 h — vzduch
voľba stavu je kompromis: H900 = max. pevnosť, nižšia húževnatosť; H1150 = max. húževnatosť a rozmerová stabilita.
Porovnateľné triedy (ekvivalenty v normách)
| Norma | Označenie |
|---|---|
| EN | 1.4542 / X5CrNiCuNb16-4 |
| AISI | 630 |
| UNS | S17400 |
| obchodné | 17-4PH |
| ASTM | A564 typ 630, A693 grade 630 |
| JIS | SUS630 |
| ČSN | 17465 |
Dostupnosť a formy
Cenová trieda: €€€
bežná dostupnosť tyčí v stave A alebo H1025; plechy a výkovky na objednávku.
Environmentálne a bezpečnostné poznámky
- 100 % recyklovateľná
- biokompatibilná pre krátkodobý kontakt (chirurgické nástroje) — pre implantáty preferovať 316LVM alebo Ti
- korózna odolnosť dobrá v atmosfére, obmedzená v chloridových a redukčných prostrediach
Upozornenia pri spracovaní
- brúsny prach z nerezí je klasifikovaný ako podozrivý karcinogén (Cr, Ni) — používať odsávanie a ochranu dýchania
- vodíkové krehnutie po galvanickom pokovovaní — vždy vykonať odplynenie (190 °C / 4 h)