13-8 PH ステンレス鋼について: 特性、用途、長所と短所

13-8 PH ステンレス鋼は、そのバランスのとれた特性により、航空宇宙、自動車、工業分野の要求の厳しい用途に最適です。

この記事では、13-8 PH ステンレス鋼の主な特性について説明し、さまざまな分野でのその用途について説明します。 

13-8 PH ステンレス鋼とは何ですか?

13-8 PH ステンレス鋼は、約 13% のクロムと 8% のニッケルで構成され、残りは鉄と、モリブデンやアルミニウムなどの他の元素が少量含まれています。これは、高度なマルテンサイト析出硬化鋼です。優れた強度と耐腐食性のバランスの取れた組み合わせで知られています。航空宇宙、防衛、化学処理などの業界で主に使用されています。

13-8 PHステンレス鋼相当品

• 国連S13800
• EN 1.4534
• DIN X4CrNiMo13-8

13-8 PHステンレス鋼規格

• 5629 の
• ASTM A313
• ASTM A564

13-8 PHステンレス鋼の化学組成

13-8 PHステンレス鋼の特性

13-8 PHステンレス鋼の物理的特性

13-8ステンレス鋼は磁性がありますか?

マルテンサイト状態ではわずかに磁性を帯びます。13-8 ステンレス鋼の磁気特性は、熱処理や機械加工によって変化します。

13-8 PHステンレス鋼の機械的性質

13-8 PHステンレス鋼の利点

以下では、これらの特性を詳しく検討し、強度と耐久性の両方が求められる業界で 13-8 PH が好まれる理由について説明します。

高強度

13-8 PHは熱処理により非常に強度が増します。航空機や産業機械など、重い荷重がかかる部品に最適です。

熱処理性

熱処理により強度や硬度を調整することができ、小型精密部品から大型強固構造物まで、幅広い用途にご使用いただけます。

優れた靭性

13-8 PH ステンレス鋼は、硬化状態でも優れた靭性を維持できます。衝撃や高圧力下でも割れや破損に耐性があります。圧力容器や航空機の着陸装置などの用途に使用されます。

耐疲労性

13-8 PH ステンレス鋼は優れた耐疲労性を発揮します。亀裂を形成せずに複数の応力サイクルに耐えることができます。マルテンサイト構造と析出硬化を組み合わせることで、材料をミクロレベルで強化します。 

この合金の組成は、応力を均等に分散させるのにも役立ち、継続的な振動や負荷の変化による亀裂形成の可能性を減らします。この特性は、航空機部品やタービンブレードなどの用途では非常に重要です。

耐食性

13-8 PH ステンレス鋼には、錆や腐食から保護するクロム、ニッケル、モリブデンが含まれています。海洋や化学処理装置など、湿気、化学物質、塩分のある環境でも優れた性能を発揮します。

寸法安定性

13-8 ステンレス鋼は熱膨張率が低く、温度変化にさらされても膨張や収縮がほとんど起こりません。これは、加熱されても正確なサイズを維持する必要があるギアやシャフトなどの精密部品にとって重要です。

中程度の磁性

硬化後、13-8 PH はわずかに磁性を帯びます。特定の機械システムなど、強度とある程度の磁気応答の両方が必要な用途で役立ちます。

13-8 PHステンレス鋼の欠点

13-8 PH ステンレス鋼には多くの優れた特性がありますが、すべての用途に適しているわけではありません。13-8 PH ステンレス鋼には次のような制限があります。

耐腐食性は限られている

13-8 PH ステンレス鋼は、多くの環境で優れた性能を発揮します。ただし、強酸に長時間さらされる、または海水のような塩化物の多い環境など、非常に攻撃的な条件には適していません。

硬度が高いほど脆くなる

13-8 PH は、最大の硬度を得るために熱処理すると、やや脆くなることがあります。これは、マルテンサイト構造がより硬くなり、衝撃を吸収する能力が低下するために起こります。

複雑な熱処理プロセス

13-8 PH の強度と硬度は、正確な熱処理に依存します。慎重に制御しないと、強度や靭性が十分に得られない可能性があります。 

高コスト

13-8 PH ステンレス鋼にはニッケル、クロム、モリブデンなどの合金元素が含まれているため、製造コストが高くなります。さらに、高度な熱処理プロセスにより、全体的なコストが増加します。

13-8 PHステンレス鋼の用途

13-8 PH ステンレス鋼の主な用途の概要は次のとおりです。

• 航空宇宙

着陸装置、構造部品、アクチュエーター。

• 石油・ガス

バルブ、掘削装置、ダウンホールツール。

• マリン

潜水艦の部品および推進システム。

• 化学処理

ポンプ、バルブ、高圧反応器。

• 医療機器

手術器具、インプラント。

• 発電

タービン部品、水力発電設備。

• 自動車

高性能部品、ギア、ドライブシャフト。

13-8 PHステンレス鋼の熱処理

13-8 PH ステンレス鋼の熱処理は、非常に汎用性が高く、重要なプロセスです。さまざまな要件に応じて、材料のパフォーマンスをさらに向上させることができます。以下は、適用可能な追加の熱処理プロセスです。

ソリューション・アニーリング

• 927°C ～ 940°C (1700°F ～ 1725°F) に加熱し、厚さ 1 インチあたり約 1 時間保持します。
• 材料はより柔らかい状態（状態 A）にあり、マルテンサイト構造によりさらに硬化する準備ができています。

極低温処理（オプション）

• 溶体化処理後、材料を -73°C (-100°F) 以下に冷却し、その後、時効処理に進みます。
• 硬度、靭性、寸法安定性が向上し、極低温または低温の用途に特に役立ちます。

時効（析出硬化）

溶体化処理後、析出硬化により材料の強度と硬度が増加します。さまざまな時効温度によって、強度、硬度、靭性のバランスが異なります。

一般的な老化状態の表を以下に示します。

過老化

• 過老化は老化の特定の状態です。これは、材料が最大強度の点を超えて老化した場合に発生します。
• 過時効処理は、材料を高温（H1150M など）または長時間保持することで行われ、場合によっては二重時効処理（たとえば、最初に 621°C（1150°F）で時効処理し、次に 593°C（1100°F）で時効処理する）が必要になります。
• 靭性を最大限に高め、硬度を低下させます。

溶接後熱処理

• 溶接後、材料は溶体化処理され、その後時効処理されます。
• 溶接部分が材料の残りの部分と同じ機械的特性を持つことを保証し、熱影響部 (HAZ) の弱点を防ぎます。

13-8 PHステンレス鋼のその他の加工方法

13-8 PH ステンレス鋼の機械加工にはさまざまなステップが含まれます。熱間加工、冷間加工、鍛造、成形、溶接はオプションです。機械加工は、精密な寸法を実現するための一般的なステップです。 

各機械的処理の後、材料は通常、機械的特性を回復または強化するためにさらに熱処理を受けます。

ホットワーキング

• 高温 (1038°C ～ 1149°C または 1900°F ～ 2100°F) で材料を変形します。熱間圧延、鍛造、または押し出しが含まれます。
• 割れのリスクを最小限に抑えながら、大きな部品や複雑な部品を成形するために使用されます。

冷間加工

• 13-8 PH ステンレス鋼を、圧延、引き抜き、プレスなどのプロセスを通じて室温で変形します。
• 材料の強度と硬度を高めます。

成形

• 材料を除去することなく特定の形状を形成するために、曲げ、打ち抜き、引き伸ばしなどの成形プロセス。
• 構造的または機能的な目的のために、材料を必要な形状に変形します。

機械加工

• 正確な寸法と形状を実現するために、切断、穴あけ、旋削、またはフライス加工を行います。
• 成形プロセス後に精密な完成部品を作成するために使用されます。

溶接

• 熱と場合によってはフィラー金属を使用して 2 つの材料を接合します。溶接後、材料は熱処理を受けることで強度と靭性を完全に回復できます。
• 複雑な構造を組み立てるために使用されます。

さらに13-8PHステンレス鋼について

13-8ステンレス鋼は錆びますか?

13-8ステンレス鋼は錆や腐食に強いです。 

海水や強い化学物質に長時間さらされるなど、特定の極端な条件下では、腐食が発生する可能性があります。

13-8 PH と 17-4 PH の違いは何ですか?

13-8 PH はニッケル含有量が高く、アルミニウムを含みます。靭性が高く、応力腐食割れに対する性能が優れていることで知られています。

17-4 PH クロム含有量が多く、特に海洋環境において全般的な耐腐食性が優れています。

PH 13-8 Mo ステンレス鋼とは何ですか?

PH 13-8 Mo ステンレス鋼は、クロム、ニッケル、モリブデンを含む析出硬化合金です。この合金は、強度、耐腐食性、靭性が向上しており、航空宇宙産業や石油・ガス産業で使用されています。

13-8 PH 対 PH 13-8 Mo ステンレス鋼

PH 13-8 Mo にはモリブデンが含まれています。耐食性が優れています。PH 13-8 Mo は通常、熱処理後に強度が高くなります。

どちらも強度はありますが、優れた耐食性が求められる用途には PH 13-8 Mo が適しています。

概要

13-8 PH は、熱処理プロセスを通じて優れた耐疲労性、溶接性、柔軟性を発揮します。これは、要求の厳しい環境に適した多用途の材料です。

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