17-4phステンレス鋼シートの特性

17-4PHステンレススチール(UNS S17400、AISI タイプ 630 または EN 1.4542 とも呼ばれる) は、析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼です。{3} 「17-4PH」という名前は、その組成に由来しています。約 17% のクロムと 4% のニッケルであり、「PH」は析出硬化を表します。

この記事では、化学組成から機械的挙動、物理的特性、熱処理、用途に至るまで、17-4PH ステンレス鋼シートの特性に関する完全なガイドを提供します。

化学組成

以下の表は、ASTM A693 および AMS 5604 仕様に基づく標準制限を示しています。

データ ソース: ASTM A693 / AMS 5604 仕様。

物理的特性

データソース: 複数のサプライヤー仕様

磁気特性: 17-4PH ステンレス鋼は、あらゆる条件下で磁気を帯びます。溶体化焼きなまし状態では弱い磁性しかありませんが、時効後はマルテンサイト結晶構造により強い磁性を持ちます。

最高使用温度: 17-4PH は約 316 度まで優れた機械的特性を維持します。この温度を超えると、材料は強度を失い始め、長時間さらされると過老化が発生し、硬度が低下する可能性があります。

機械的性質

機械的特性は、材料が張力（引っ張る）、圧縮（押す）、曲げ、衝撃にどのように反応するかを表します。{0}

熱処理条件

17-4PH は通常、柔らかく加工可能な状態 A (溶体化処理) で供給されます。その後、顧客は所望の強度レベルを達成するために時効処理を実行します。各老化条件には、H900、H925、H1025、H1075、H1100、または H1150 という標準指定があります。この数字は、老化温度を華氏で表します。

データソース: 熱処理仕様。

条件別の機械的特性 (シートおよびプレート、AMS 5604)

以下の表は、AMS 5604 仕様に基づく 17-4PH シートおよびプレート (厚さ約 4.75 mm または 0.1874 インチ未満) の機械的特性を示しています。

データソース: AMS 5604 シート/プレート仕様

引張強さは、材料が破断する前に耐えることができる最大の引っ張り力です。 H900 の 17-4PH シートは 190,000 ポンド/平方インチ (1,310 MPa) に耐えることができ、これは標準の 304 ステンレス鋼の約 3 倍の強度です。

降伏強度は、材料が永久に変形し始める力です。 H900 条件では、17-4PH シートの降伏強度は 170 ksi (1,170 MPa) です。

伸びは、材料が破断する前にどれだけ伸びることができるかを測定します。 H1150 では伸びが 8% に達し、H900 の 5% よりも高い延性が得られます。より厚い棒材や鍛造品（AMS 5643）の場合、伸び値はさらに高くなります-H1150 で最大 16%。

他のステンレス鋼との比較

データソース: 業界比較

耐食性

17-4PH ステンレス鋼は、ほとんどの環境においてタイプ 304 ステンレス鋼に匹敵する優れた耐食性を備えています。

この合金のクロム含有量は 17% で、表面に薄い目に見えない酸化物層を形成し、その下の金属を錆や化学的攻撃から保護します。

17-4PH が優れたパフォーマンスを発揮する場合:

大気暴露（雨、湿気、工業用空気）

酸と塩は適度な温度で希釈してください

淡水および穏やかな化学溶液

食品加工環境

制限事項:

17-4PH は、モリブデンを含む 316 ステンレス鋼よりも塩化物（海水や凍結防止塩など）に対する耐性が劣ります。-高塩化物環境では、孔食や隙間腐食が発生する可能性があります。

高温の濃酸や海水の使用などの厳しい腐食条件には、316L、二相 2205、またはスーパー オーステナイト 254 SMO などの高グレードの材料が適している場合があります。{0}{1}{2}

注: 耐食性は、溶体化焼き鈍しまたは低温時効条件（H1150）で最も優れています。{0}{0}{1}{1}過度の経年劣化や不適切な熱処理は、腐食性能を低下させる可能性があります。-

熱処理

熱処理は、17-4PH の可能性を最大限に引き出す鍵となります。このプロセスには主に 2 つのステップがあります。

ステップ1：溶体化処理（焼鈍）

材料を 1025 ～ 1050 度 (1877 ～ 1922 度 F) に加熱します。

約0.5〜1時間保持します。

空気または油中で室温まで急速に冷却（急冷）します。

結果: 最大 38 HRC の硬度を持つ、- の柔らかく加工可能な材料の状態。

ステップ2：時効（析出硬化）

溶体化処理した材料を特定の時効温度（482 度～621 度 / 900 度～1150 度 F）まで加熱します。{0}}

望ましい特性に応じて、1 ～ 4 時間保持します。

空気中で室温まで冷却する

機械的特性を調整した、選択された時効条件 (H900 ～ H1150)。

製作性と作業性

成形: 条件 A では、17-4PH は適度な成形性を備えていますが、成形操作は軽度の曲げに限定する必要があります。複雑な形状の場合、冷間加工前に溶体化焼鈍を行うことで成形性が向上します。熱間成形も可能です。

機械加工: 17-4PH の被削性評価は、快削鋼 (100% と評価) と比較して約 45% です。老化した状態では、材料はより硬くなり、機械加工がより困難になります。最良の結果を得るには、条件 A で機械加工し、最終的な硬さになるまでエージングします。

溶接: 17-4PH は、TIG、MIG、SMAW などの標準プロセスを使用して溶接できます。ただし、溶接の熱により材料が局所的に軟化する可能性があります。

溶接部の強度を回復するには、溶接後の熱処理を推奨します。{0}最良の結果を得るには、適合する溶加材 (17-4PH または 630 グレードなど) を使用してください。

研削と仕上げ: 経年劣化した状態では硬度が高いため、研削には過熱や表面損傷を防ぐために適切な砥石の選択と冷却剤が必要です。

規格と仕様

17-4PH ステンレス鋼のシートおよびプレートは、いくつかの業界規格に従って製造されています。購入の際は、必ず仕様への準拠を確認するミルテスト証明書 (MTC) を要求してください。

データソース: 複数の仕様

一般的に利用可能なフォーム:

シート: 冷間圧延、厚さ 0.3 mm ～ 6 mm

プレート: 熱間圧延、厚さ 6 mm ～ 100 mm 以上

コイル: 精密スリットコイルまたはミルエッジ、幅最大 1500 mm

一般的なアプリケーション

航空宇宙: 高強度と適度な重量が重要となるタービンブレード、コンプレッサー部品、着陸装置部品、構造ブラケット。

化学および石油化学処理: 腐食性媒体や高い機械的負荷に耐える必要があるポンプ シャフト、バルブ ステム、および圧力容器コンポーネント。

食品加工: 耐食性と、繰り返しの洗浄および消毒サイクルに耐える能力の両方が必要な機器部品。

石油およびガス: 高い強度と耐酸性ガスが必要とされるダウンホールツール、坑口コンポーネント、海中機器。このグレードは 316 度 (600 度 F) までその特性を維持するため、多くの油田用途に適しています。

海洋工学: プロペラ シャフト、ポンプ コンポーネント、ファスナー{0}}ただし、継続的に海水にさらされる場合は、より高級なモリブデンを検討してください。{1}

発電: 適度な温度で動作し、高い信頼性が必要なタービンおよび発電機のコンポーネント。

一般的な金属加工: 高い硬度と強度が必要とされるギア、シャフト、ファスナー、ブッシング、ウェアプレートなど。

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