Ocele · vytvrditeľná martenzitická nerez (PH)
X5CrNiCuNb16-4 (1.4545, 15-5PH)
Precipitačne vytvrditeľná nerez 15-5PH s vyššou húževnatosťou v priečnom smere než 17-4PH, používaná v letectve.
Popis materiálu
X5CrNiCuNb16-4 (1.4545, 15-5PH) je vytvrditeľná martenzitická nerez (PH). Precipitačne vytvrditeľná nerez 15-5PH s vyššou húževnatosťou v priečnom smere než 17-4PH, používaná v letectve. Materiál sa dodáva žíhaný na mäkko a finálne vlastnosti získava kalením a popúšťaním; v tomto stave je magnetický a odolný proti opotrebeniu.
Mechanické a fyzikálne vlastnosti
Hustota
približne 7,7 g/cm³
Teplota tavenia
približne 1420–1510 °C
Pevnosť v ťahu (Rm)
930–1310 MPa podľa stavu (H1150–H900)
Medza klzu (Rp0,2)
725–1170 MPa
Ťažnosť (A)
10–16 %
Tvrdosť
približne 32–44 HRC
Tepelná vodivosť
približne 24–30 W/(m·K)
Max. prevádzková T
približne 300–400 °C (nad teplotu popúšťania klesá tvrdosť)
Modul pružnosti (E)
približne 200–220 GPa
Hodnoty sú orientačné (typické priemery). Presné hodnoty závisia od stavu, tepelného spracovania a konkrétnej normy.
Chemické zloženie
C ≤ 0,07 %, Cr 14,0–15,5 %, Ni 3,5–5,5 %, Cu 2,5–4,5 %, Nb 0,15–0,45 %
Označenia
- EN / DIN
- X5CrNiCuNb16-4 (1.4545)
- ASTM / AISI / UNS
- AISI 15-5PH / UNS S15500
- ČSN
- orientačne podľa EN
Typické použitie
- letecké konštrukčné diely
- hriadele a ozubené kolesá
- formy na plasty
- diely ventilov
Hlavné vlastnosti
- vytvrditeľná jednoduchým starnutím pri 480–620 °C
- minimálna deformácia pri tepelnom spracovaní
- pevnosť až 1300 MPa
Spracovanie
Obrábateľnosť
dobrá v stave H1150, stredná v H900
Zvariteľnosť
dobrá, po zváraní opakovať starnutie
Povrchové úpravy
Dostupnosť a cena
Dostupnosť
tyče, plechy a výkovky bežne dostupné u distribútorov nerezu; nožiarske a PH triedy podľa hrúbky na objednávku
Cena
vysoká
Výhody a nevýhody
Výhody
- vytvrditeľná jednoduchým starnutím pri 480–620 °C
- minimálna deformácia pri tepelnom spracovaní
- pevnosť až 1300 MPa
Nevýhody
- nižšia korózna odolnosť než austenitické a duplexné nerezi
- obmedzená zvariteľnosť — riziko trhlín bez predohrevu a popúšťania
- krehnutie pri popúšťaní v pásme približne 400–550 °C
Typické spracovanie
Aplikácie a použitie
Strojárstvo a výroba
- letecké konštrukčné diely
- hriadele a ozubené kolesá
- formy na plasty
- diely ventilov
Energetika a čerpadlá
- hriadele
- obežné kolesá
- ventilové sedlá
Obrábanie (CNC parametre)
Obrobiteľnosť
dobrá v stave H1150, stredná v H900
Rezná rýchlosť
orientačne 60–150 m/min povlakovaným karbidom v žíhanom stave; v kalenom stave len brúsenie alebo tvrdé sústruženie CBN
Nástroj
povlakovaný karbid (TiAlN), pre kalený stav CBN alebo keramika
Chladenie
emulzia s vysokou mazivosťou, dostatočný prietok kvôli tepelnej záťaži
Obrábajte pred kalením a nechajte prídavok 0,2–0,5 mm na brúsenie po tepelnom spracovaní kvôli deformáciám.
Zváranie
Zvárateľnosť
dobrá, po zváraní opakovať starnutie
Vhodné metódy
Nutný predohrev 200–300 °C (pri nízkouhlíkových supermartenzitických triedach 100–150 °C) a popúšťanie ihneď po zvarení. Vysokouhlíkové nožiarske triedy sa nezvárajú.
Povrchové úpravy
Morenie a pasivácia
nutné po kalení a brúsení na obnovenie pasívnej vrstvy
Nitridácia (plazmová)
zvyšuje povrchovú tvrdosť nad 1000 HV, mierne znižuje koróznu odolnosť
PVD povlaky (TiN, CrN, DLC)
vhodné pre formy, nože a diely s vysokým oterom
Pokovovanie zinkom
riziko vodíkovej krehkosti pri vysokopevnostných stavoch
Tepelné spracovanie
Žíhanie
žíhanie na mäkko 750–850 °C s pomalým ochladzovaním v peci na obrobiteľnú tvrdosť
Kalenie
rozpúšťacie žíhanie 1020–1060 °C, ochladenie na vzduchu
Popúšťanie
starnutie H900 (480 °C) až H1150 (620 °C)
Vyhýbajte sa popúšťaniu v pásme 400–550 °C (pokles húževnatosti a koróznej odolnosti). Pri vysokouhlíkových triedach zaraďte hlboké schladenie na −70 °C pre rozklad zvyškového austenitu.
Porovnateľné triedy (ekvivalenty v normách)
| Norma | Označenie |
|---|---|
| EN / DIN | X5CrNiCuNb16-4 (1.4545) |
| ASTM / AISI / UNS | AISI 15-5PH / UNS S15500 |
| ČSN | orientačne podľa EN |
Dostupnosť a formy
Cenová trieda: €€€
Bežné triedy (1.4006, 1.4021, 1.4057) sú skladom; PH triedy a dusíkom legované ocele majú dlhšie dodacie lehoty.
Environmentálne a bezpečnostné poznámky
- plne recyklovateľná
- nižší obsah niklu než austenitické nerezi
- dlhá životnosť dielov znižuje spotrebu materiálu
Upozornenia pri spracovaní
- pri brúsení vzniká prach s obsahom chrómu — používajte odsávanie a respirátor
- kalené diely sú krehké, pri manipulácii hrozí odštiepenie
- pri kalení a popúšťaní dodržiavajte bezpečnostné pokyny pre soľné a olejové kúpele