Содержание
О нержавеющей стали 13-8 PH: свойства, применение, плюсы и минусы
- Джон
Нержавеющая сталь 13-8 PH идеально подходит для сложных применений в аэрокосмической, автомобильной и промышленной отраслях благодаря своим сбалансированным свойствам.
В данной статье рассматриваются основные характеристики нержавеющей стали 13-8 PH и ее применение в различных отраслях.
Что такое нержавеющая сталь 13-8 PH?
Нержавеющая сталь 13-8 PH состоит примерно из хрома 13% и никеля 8%, а остальное — железо и небольшое количество других элементов, таких как молибден и алюминий. Это усовершенствованная мартенситная дисперсионно-твердеющая сталь. Она известна своим сбалансированным сочетанием превосходной прочности и коррозионной стойкости. Она чаще всего используется в таких отраслях, как аэрокосмическая, оборонная и химическая переработка.
Эквиваленты нержавеющей стали 13-8 PH
- УНС S13800
- EN 1.4534
- DIN X4CrNiMo13-8
Стандарты нержавеющей стали 13-8 PH
- АМС 5629
- ASTM A313
- ASTM A564
Химический состав нержавеющей стали 13-8 PH
| Элемент | С | Мн | Си | П | С | Кр | Ни | Мо | Эл | Фе |
| wt% | 0,05 макс. | 0,10 макс. | 0,10 макс. | 0,010 макс. | 0,008 макс. | 12.25-13.25 | 7.5-8.5 | 2.00-2.50 | 0.90-1.35 | Баланс |
Свойства нержавеющей стали 13-8 PH
Физические свойства нержавеющей стали 13-8 PH
| Свойство | Значение метрики | Имперская ценность |
| Плотность | 7,75-7,85 г/см³ | 0,280–0,2836 фунта/дюйм³ |
| Температура плавления | 1404 – 1471 °С | 2560 – 2680 °F |
| Теплопроводность | 14 Вт/м·К | 97,2 БТЕ·дюйм/ч·фут²·°F |
| Тепловое расширение | 10,6 мкм/м·°C | 5,89 мкдюйм/дюйм·°F |
| Электропроводность | 0,0001 Ом-см при 25°C | – |
Магнитится ли нержавеющая сталь 13-8?
В мартенситном состоянии она слабомагнитна. Магнитные характеристики нержавеющей стали 13-8 могут меняться в зависимости от термической и механической обработки, которой она подвергается.
Механические свойства нержавеющей стали 13-8 PH
| Свойство | Типичное значение |
| Предел прочности | 1480 МПа (215 000 фунтов на кв. дюйм) |
| Предел текучести | 1415 МПа (205 000 фунтов на кв. дюйм) |
| Твердость по Бринеллю | 363 НВ |
| Твердость по Роквеллу | 45 HRC |
| Твердость по Виккерсу | 450 ВН |
| Удлинение | 10-12% |
| Модуль упругости | 195–200 ГПа (28 300–29 000 фунтов на квадратный дюйм) |
Преимущества нержавеющей стали 13-8 PH
Ниже мы подробно рассмотрим эти свойства, подчеркнув, почему 13-8 PH предпочитают в отраслях, где требуется как прочность, так и долговечность.
Высокая прочность
13-8 PH можно подвергать термической обработке, чтобы сделать его чрезвычайно прочным. Он идеально подходит для деталей, которые должны выдерживать большие нагрузки, например, для самолетов и промышленного оборудования.
Пригодность к термической обработке
Его прочность и твердость можно регулировать путем термической обработки. Он очень универсален для различных применений: от небольших прецизионных деталей до крупных прочных конструкций.
Превосходная прочность
Нержавеющая сталь 13-8 PH может сохранять хорошую прочность в закаленном состоянии. Она устойчива к растрескиванию и разрыву при ударе или сильном давлении. Она используется в таких областях, как сосуды под давлением и шасси самолетов.
Сопротивление усталости
Нержавеющая сталь 13-8 PH демонстрирует отличную усталостную прочность. Она может выдерживать многократные циклы напряжения без образования трещин. Поскольку ее мартенситная структура в сочетании с дисперсионным твердением укрепляет материал на микроуровне.
Состав сплава также помогает равномерно распределять напряжение, снижая вероятность образования трещин из-за постоянных вибраций или изменений нагрузки. Это свойство имеет решающее значение в таких областях применения, как компоненты самолетов и лопатки турбин.
Коррозионная стойкость
Нержавеющая сталь 13-8 PH содержит хром, никель и молибден, которые защищают ее от ржавчины и коррозии. Она хорошо работает в средах с влажностью, химикатами или солью, например, в морском или химическом оборудовании.
Стабильность размеров
Нержавеющая сталь 13-8 имеет низкое тепловое расширение. Она подвергается очень небольшому расширению или сжатию при воздействии температурных колебаний. Это важно для прецизионных деталей, таких как шестерни или валы, которые должны оставаться точными по размеру даже при нагревании.
Умеренные магнитные свойства
После затвердевания 13-8 PH становится слегка магнитным. Он полезен в приложениях, где требуется как прочность, так и некоторый уровень магнитного отклика, например, в некоторых механических системах.
Недостатки нержавеющей стали 13-8 PH
Хотя нержавеющая сталь 13-8 PH имеет много превосходных свойств, она не подходит для каждого применения. Вот некоторые ограничения нержавеющей стали 13-8 PH.
Ограниченная коррозионная стойкость
Нержавеющая сталь 13-8 PH хорошо работает во многих средах. Однако она не идеальна для очень агрессивных условий, таких как длительное воздействие сильных кислот или сред с высоким содержанием хлоридов, таких как морская вода.
Хрупкость при более высоких уровнях твердости
При термической обработке 13-8 PH для достижения максимальной твердости он может стать несколько хрупким. Это происходит из-за того, что мартенситная структура становится более жесткой, что снижает ее способность поглощать удары.
Комплексный процесс термической обработки
Прочность и твердость 13-8 PH зависят от точной термообработки. Без тщательного контроля он может не достичь своей полной прочности или вязкости.
Высокая стоимость
Легирующие элементы в нержавеющей стали 13-8 PH, такие как никель, хром и молибден, делают ее производство более дорогим. Кроме того, передовой процесс термообработки увеличивает общую стоимость.
Применение нержавеющей стали 13-8 PH
Ниже представлен обзор основных областей применения нержавеющей стали 13-8 PH:
- Аэрокосмическая промышленность
Шасси, конструктивные элементы, приводы.
- Нефть и газ
Клапаны, буровое оборудование и скважинные инструменты.
- Морской
Компоненты и двигательные установки подводных лодок.
- Химическая обработка
Насосы, клапаны, реакторы высокого давления.
- Медицинские приборы
Хирургические инструменты, имплантаты.
- Генерация электроэнергии
Компоненты турбин, гидроэнергетическое оборудование.
- Автомобильный
Высокопроизводительные детали, шестерни, приводные валы.
Термическая обработка нержавеющей стали 13-8 PH
Термическая обработка нержавеющей стали 13-8 PH является весьма универсальным и критическим процессом. Они могут дополнительно улучшить эксплуатационные характеристики материала в зависимости от различных требований. Ниже приведены дополнительные процессы термической обработки, которые могут применяться:
Отжиг раствора
- Нагрейте до температуры 927–940 °C (1700–1725 °F) и выдерживайте около 1 часа на каждый дюйм толщины.
- Материал находится в более мягком состоянии (Состояние А), имеет мартенситную структуру, готовую к дальнейшей закалке.
Криогенная обработка (опционально)
- Охладите материал до -73°C (-100°F) или ниже после отжига на твердый раствор, затем приступайте к старению.
- Повышает твердость, прочность и размерную стабильность, что особенно полезно для криогенных или низкотемпературных применений.
Старение (дисперсионное твердение)
После отжига на твердый раствор, дисперсионное твердение увеличивает прочность и твердость материала. Различные температуры старения обеспечивают разный баланс прочности, твердости и вязкости.
Ниже представлена таблица распространенных состояний старения.
| Состояние | Температура старения | Время выдержки | Результирующие свойства |
| H950 | 510°C (950°F) | 4 часа | Максимальная прочность, высокая твердость |
| H1000 | 538°C (1000°F) | 4 часа | Высокая прочность, улучшенная ударная вязкость |
| H1050 | 565°C (1050°F) | 4 часа | Сбалансированная прочность и выносливость |
| H1100 | 593°C (1100°F) | 4 часа | Меньше прочности, выше ударная вязкость |
| H1150 | 621°C (1150°F) | 4 часа | Самая низкая прочность, максимальная вязкость |
| H1150M | Двойное старение | Варьируется | Максимальная прочность, пониженная прочность |
Перестаривание
- Перестаривание — это особое состояние старения. Оно происходит, когда материал состарился сверх точки максимальной прочности.
- Перестаривание осуществляется путем выдерживания материала при более высокой температуре (например, H1150M) или в течение более длительного времени, а иногда включает двойное старение (например, первое старение при 621 °C (1150 °F), затем при 593 °C (1100 °F)).
- Увеличивает прочность и снижает твердость.
Термическая обработка после сварки
- После сварки материал подвергается отжигу на твердый раствор, а затем старению.
- Гарантирует, что область сварки имеет те же механические свойства, что и остальной материал, предотвращая ослабление в зоне термического влияния (ЗТВ).
Другие методы обработки нержавеющей стали 13-8 PH
Механическая обработка нержавеющей стали 13-8 PH может включать различные этапы. Горячая обработка, холодная обработка, ковка, формовка и сварка являются необязательными. Механическая обработка является обычным этапом для достижения точных размеров.
После каждого механического процесса материал обычно подвергается дальнейшей термической обработке для восстановления или улучшения его механических свойств.
Горячая обработка
- Деформировать материал при высоких температурах (от 1038°C до 1149°C или от 1900°F до 2100°F). Включает горячую прокатку, ковку или экструзию.
- Используется для формования крупных или сложных деталей с минимальным риском образования трещин.
Холодная обработка
- Деформация нержавеющей стали 13-8 PH при комнатной температуре с помощью таких процессов, как прокатка, волочение или прессование.
- Увеличить прочность и твердость материала.
Формирование
- Процессы формования, такие как гибка, штамповка или растяжение, позволяют создавать определенные формы без удаления материала.
- Деформирует материал, придавая ему необходимую форму для структурных или функциональных целей.
Обработка
- Резка, сверление, точение или фрезерование для достижения точных размеров и геометрии.
- Используется для создания точных, готовых деталей после процессов формования.
Сварка
- Соединение двух частей материала с использованием тепла и иногда присадочного металла. После сварки материал может подвергаться термической обработке, чтобы восстановить свою полную прочность и ударную вязкость.
- Используется для сборки сложных конструкций.
Кроме того, около 13-8 PH нержавеющей стали
Будет ли ржаветь нержавеющая сталь 13-8?
Нержавеющая сталь 13-8 устойчива к ржавчине и коррозии.
При определенных экстремальных условиях, таких как длительное воздействие морской воды или агрессивных химикатов, на нем все равно может возникнуть некоторая коррозия.
В чем разница между 13-8 PH и 17-4 PH?
13-8 PH имеет более высокое содержание никеля и включает алюминий. Он известен более высокой прочностью и лучше справляется с коррозионным растрескиванием под напряжением.
17-4 ФС contains more chromium. It offers better general corrosion resistance, especially in marine environments.
Что такое нержавеющая сталь PH 13-8 Mo?
Нержавеющая сталь PH 13-8 Mo — это дисперсионно-твердеющий сплав с хромом, никелем и молибденом. Этот сплав обеспечивает повышенную прочность, коррозионную стойкость и ударную вязкость. Используется в аэрокосмической и нефтегазовой промышленности.
13-8 PH против PH 13-8 Mo нержавеющая сталь
PH 13-8 Mo содержит молибден. Имеет лучшую коррозионную стойкость. PH 13-8 Mo обычно имеет более высокую прочность после термической обработки.
Хотя оба сплава прочны, PH 13-8 Mo предпочтительнее для применений, требующих повышенной коррозионной стойкости.
Краткое содержание
13-8 PH обеспечивает отличную усталостную прочность, свариваемость и гибкость благодаря процессам термообработки. Это универсальный материал для сложных условий.
В Steel Pro Group мы стремимся предоставлять высококачественные материалы для высокопроизводительных промышленных нужд. Если вы ищете надежные решения для своих проектов, пожалуйста, посетите наш сайт или связаться с нами для персональной консультации и расчета стоимости. Мы здесь, чтобы помочь вам сделать лучший выбор материала для ваших конкретных требований!
