Vous êtes-vous déjà demandé comment l'acier inoxydable pouvait être à la fois solide et résistant à la corrosion ? Cet article lève le voile sur le mystère de l'acier inoxydable PH, un matériau qui bénéficie d'un durcissement par précipitation. Vous apprendrez comment son processus de traitement thermique unique offre une résistance et une durabilité supérieures à celles de l'acier inoxydable traditionnel. Découvrez les types d'acier inoxydable PH, leurs applications spécifiques et la manière dont ils peuvent améliorer considérablement vos projets d'ingénierie. Préparez-vous à explorer le monde fascinant de la métallurgie avancée et ses implications pratiques pour la fabrication moderne.
Excellente question.
Par rapport aux types martensitiques traditionnels, les types PH offrent des avantages tels qu'une grande solidité, une excellente résistance à la corrosion et des processus de traitement thermique simplifiés.
PH signifie "precipitation hardening" (durcissement par précipitation), un type de traitement thermique qui diffère légèrement du traitement thermique traditionnel des types martensitiques.
Un premier "traitement de la solution" est effectué à haute température, généralement à 1900 degrés Fahrenheit, pour s'assurer que tous les éléments suivants ont été éliminés éléments d'alliage nécessaires à la réaction de durcissement sont réparties uniformément dans la structure du métal.
À ces températures, la structure est austénitique. À partir de cette température, l'alliage se refroidit à une vitesse qui maintient la distribution des éléments de durcissement en solution.
En fonction de la composition chimique des alliages spécifiques, les structures produites après le "traitement en solution" sont les suivantes martensiteL'austénite, la semi-austénite ou l'austénite.
Ces structures contiennent plus d'éléments de durcissement que les structures entièrement stables, et elles n'attendent donc qu'un traitement thermique supplémentaire pour se modifier.
Cependant, ils sont suffisamment stables pour que nous puissions choisir de fabriquer des composants avant le traitement thermique de durcissement final.
Ce traitement thermique supplémentaire, à relativement basse température, est appelé "vieillissement". L'augmentation de la température et du temps permet à la mobilité des éléments de se combiner et de former des "précipités" (pensez à des particules), qui renforcent ensuite la structure.
Classons les types d'alliages PH en fonction de la structure obtenue par traitement en solution...
Ils forment de la martensite à faible teneur en carbone, qui est relativement plus souple mais aussi cassante, pendant le traitement de mise en solution. L'alliage ne doit pas être utilisé dans des conditions de traitement en solution.
Lorsqu'elles sont réchauffées à la température de vieillissement, les particules formées renforcent encore la structure et améliorent la ténacité et la résistance à la corrosion.
La condition de traitement thermique résultante est représentée par la lettre H suivie de la température de vieillissement.
Par exemple : H900 indique qu'il a subi un traitement de mise en solution, suivi d'un vieillissement à 900 degrés Fahrenheit. Grâce à un second traitement thermique simple, la dureté augmente et la valeur minimale de l'indice de dureté est atteinte. limite d'élasticité atteint 170 000 psi.
L'état varie de H900 à H1150, ou même double H1150 (vieilli deux fois à 1150 degrés Fahrenheit). Plus la température de vieillissement est élevée, plus la résistance diminue, mais la ténacité augmente.
H1150M est l'état de vieillissement qui produit la dureté la plus faible.
Traitement en solution, recuit en solution, recuit et Cond A sont synonymes lorsqu'il s'agit de décrire les conditions.
En général, ces types subissent un traitement de mise en solution à l'aciérie, suivi d'un traitement de vieillissement après la fabrication de pièces supplémentaires.
S'il est déjà dans l'état de vieillissement souhaité, aucun traitement thermique supplémentaire n'est nécessaire. Cela dépend entièrement du contenu du plan de fabrication optimal fourni.
Les aciers inoxydables courants de ce groupe comprennent le 17-4 (également connu sous le nom de 630), le 15-5, le 13-8, le 450 et le 455.
La composition chimique de ces alliages donne lieu à une gamme de structures distinctes au cours des étapes du traitement thermique.
Comme pour tous les aciers inoxydables PH, la première étape est le "traitement en solution". Cela permet d'obtenir une distribution uniforme des éléments impliqués dans la réaction de durcissement au sein de la structure austénitique.
Après refroidissement à partir de la température de mise en solution, la structure de ces alliages reste à l'état austénitique à température ambiante... mais seulement temporairement.
Cette structure austénitique relativement souple et ductile nous permet d'effectuer une plus large gamme de travaux que les types martensitiques avant durcissement.
Eh bien... il semble que nous ayons trouvé un moyen d'avoir le beurre et l'argent du beurre. Nous pouvons obtenir un métal plus souple et plus facile à former à ce stade, puis nous pouvons le durcir pour obtenir la résistance élevée de l'acier inoxydable PH entièrement martensitique.
Pour obtenir le durcissement final du matériau, il faut d'abord permettre à la structure austénitique de se transformer en la structure structure martensitique. Il existe trois méthodes pour former une structure martensitique.
L'un ou l'autre des éléments suivants :
Refroidissement à environ -100 degrés Fahrenheit et conservation jusqu'à 8 heures.
Ou
Chauffer à environ 1400 degrés Fahrenheit et conserver jusqu'à 3 heures.
Ou
Le travail à froid (comme le travail à froid plaque de laminage)
Maintenant que nous avons la structure martensitique, le traitement de vieillissement habituel peut effectuer le durcissement final dans ces types.
Le processus de trempe en deux étapes pour ces nuances est indiqué par un préfixe suivi de H et de la température de vieillissement. Le préfixe indique la méthode de formation de la martensite.
Par exemple :
Parmi les exemples courants de nuances d'acier semi-austénitique, on peut citer le 17-7 (AISI 631), le 15-7 (632), l'AM-350 (633) et l'AM-355 (634).
Les applications exigent généralement la propreté supérieure de l'acier refondu, les détails précis du traitement thermique requis variant en fonction de la nuance et de la spécification de l'acier.
La dernière catégorie d'aciers inoxydables PH est celle qui conserve une structure austénitique depuis le traitement en solution jusqu'au processus de vieillissement.
Bien que leur résistance soit nettement inférieure à celle des deux autres types de PH, ils sont non magnétiques et ont une résistance supérieure à celle des aciers inoxydables de la série 300.
Le traitement par mise en solution s'effectue généralement à des températures plus élevées que les autres types de traitement. Le vieillissement a également lieu à des températures plus élevées, généralement supérieures à 1300.
Dans la plupart des cas, un seul traitement de vieillissement est applicable à l'alliage. Les températures de vieillissement étant plus élevées, ces alliages peuvent être utilisés à des températures où d'autres types de PH perdraient leur résistance.
Un exemple de ce type d'acier est l'acier inoxydable A286, qui présente une propreté supérieure lors de la refonte sous vide, idéale pour les applications de moteurs ou de turbines dans l'aérospatiale.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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