Vi siete mai chiesti come l'acciaio inossidabile possa essere forte e resistente alla corrosione? Questo articolo svela il mistero dell'acciaio inossidabile PH, un materiale che beneficia dell'indurimento per precipitazione. Scoprirete come il suo esclusivo processo di trattamento termico garantisca una resistenza e una durata superiori rispetto agli acciai inossidabili tradizionali. Scoprite i tipi di acciaio inossidabile PH, le loro applicazioni specifiche e come possono migliorare significativamente i vostri progetti di ingegneria. Preparatevi a esplorare l'affascinante mondo della metallurgia avanzata e le sue implicazioni pratiche per la produzione moderna.
Domanda eccellente.
Rispetto ai tipi martensitici tradizionali, i tipi PH offrono vantaggi quali un'elevata resistenza, un'eccellente resistenza alla corrosione e processi di trattamento termico semplificati.
PH è l'acronimo di "precipitation hardening" (indurimento per precipitazione), un tipo di trattamento termico che differisce leggermente dal trattamento termico tradizionale dei tipi martensitici.
Un primo "trattamento della soluzione" viene condotto ad alte temperature, tipicamente a 1900 gradi Fahrenheit, per garantire che tutti i elementi in lega necessari per la reazione di indurimento sono distribuiti uniformemente nella struttura metallica.
A queste temperature, la struttura è austenitica. A partire da questa temperatura, la lega si raffredda a una velocità tale da mantenere la distribuzione degli elementi indurenti in soluzione.
In base alla composizione chimica di leghe specifiche, le strutture prodotte dopo il "trattamento in soluzione" sono martensite, semi-austenite o austenite.
Queste strutture contengono più elementi di tempra rispetto a quelle completamente stabili, quindi sono solo in attesa di un ulteriore trattamento termico per indurre cambiamenti al loro interno.
Tuttavia, sono sufficientemente stabili da permetterci di scegliere di produrre i componenti prima del trattamento termico di tempra finale.
Questo ulteriore trattamento termico a temperatura relativamente bassa viene definito "invecchiamento". L'aumento della temperatura e del tempo consente alla mobilità degli elementi di combinarsi e formare "precipitati" (si pensi alle particelle), che successivamente rafforzano la struttura.
Classifichiamo i tipi di leghe PH in base alla struttura ottenuta attraverso il trattamento in soluzione...
Durante il trattamento in soluzione formano martensite a basso tenore di carbonio, relativamente più morbida ma anche più fragile. La lega non dovrebbe essere utilizzata in condizioni di trattamento in soluzione.
Se riscaldate a temperatura di invecchiamento, le particelle formate rafforzano ulteriormente la struttura e migliorano la tenacità e le prestazioni di corrosione.
La condizione di trattamento termico risultante è rappresentata dalla lettera H seguita dalla temperatura di invecchiamento.
Ad esempio: H900 indica che è stato sottoposto a un trattamento di solubilizzazione, seguito da un invecchiamento a 900 gradi Fahrenheit. Attraverso un secondo trattamento termico semplice, la durezza aumenta e il minimo resistenza allo snervamento raggiunge i 170.000 psi.
La condizione varia da H900 a H1150, o addirittura doppio H1150 (invecchiato due volte a 1150 gradi Fahrenheit). Maggiore è la temperatura di invecchiamento, minore è la resistenza, ma aumenta la tenacità.
H1150M è la condizione di invecchiamento che produce la durezza più bassa.
Trattato in soluzione, ricotto in soluzione, ricotto e Cond A sono sinonimi quando si descrivono le condizioni.
In genere, questi tipi sono sottoposti a un trattamento di solubilizzazione in acciaieria, seguito da un trattamento di invecchiamento dopo la produzione di altri pezzi.
Se è già nello stato di invecchiamento desiderato, non è necessario un ulteriore trattamento termico. Ciò dipende interamente dal contenuto del piano di produzione ottimale fornito.
Gli acciai inossidabili più comuni di questo gruppo sono il 17-4 (noto anche come 630), il 15-5, il 13-8, il 450 e il 455.
La composizione chimica di queste leghe determina una serie di strutture distinte durante le fasi di trattamento termico.
Come per tutti gli acciai inossidabili PH, il primo passo è il "trattamento in soluzione". In questo modo si ottiene una distribuzione uniforme degli elementi coinvolti nella reazione di indurimento all'interno della struttura austenitica.
Dopo il raffreddamento dalla temperatura di soluzione, la struttura di queste leghe rimane allo stato austenitico a temperatura ambiente... ma solo temporaneamente.
Questa struttura austenitica, relativamente morbida e duttile, ci dà l'opportunità di eseguire una gamma di lavorazioni più ampia di quella consentita dai tipi martensitici prima della tempra.
Ebbene... sembra che abbiamo trovato un modo per avere la botte piena e la moglie ubriaca. In questa fase possiamo ottenere un metallo più morbido e plasmabile e poi possiamo temprarlo fino a raggiungere l'elevata resistenza dell'acciaio inossidabile PH completamente martensitico.
Per ottenere l'indurimento finale del materiale, occorre innanzitutto permettere alla struttura austenitica di trasformarsi nella struttura struttura martensitica. Esistono tre metodi per formare la struttura martensitica.
Uno qualsiasi di:
Raffreddamento a circa -100 gradi Fahrenheit e mantenimento fino a 8 ore.
Oppure
Riscaldare a circa 1.400 gradi Fahrenheit e mantenere fino a 3 ore.
Oppure
Lavorazione a freddo (come il freddo piastra di laminazione)
Ora che abbiamo la struttura martensitica, il noto trattamento di invecchiamento può eseguire la tempra finale in questi tipi.
Il processo di tempra in due fasi per questi gradi è indicato da un prefisso seguito da H e dalla temperatura di invecchiamento. Il prefisso indica il metodo di formazione della martensite.
Per esempio:
Esempi comuni di acciai semi-austenitici sono 17-7 (AISI 631), 15-7 (632), AM-350 (633) e AM-355 (634).
Le applicazioni richiedono tipicamente la pulizia superiore dell'acciaio rifuso, con dettagli precisi del trattamento termico richiesto che variano a seconda del tipo di acciaio e delle specifiche.
L'ultima categoria di acciai inossidabili PH è quella che mantiene una struttura austenitica dal trattamento in soluzione al processo di invecchiamento.
Sebbene la loro resistenza sia molto inferiore a quella degli altri due tipi di PH, sono amagnetici e hanno una resistenza superiore a quella degli acciai inossidabili della serie 300.
Il trattamento in soluzione avviene tipicamente a temperature più elevate rispetto ad altri tipi di trattamento. Anche l'invecchiamento avviene a temperature più elevate, di solito superiori a 1300.
Nella maggior parte dei casi, alla lega si applica un solo trattamento di invecchiamento. Poiché le temperature di invecchiamento sono più elevate, queste leghe possono essere utilizzate a temperature in cui altri tipi di PH perderebbero resistenza.
Un esempio di questo tipo è l'acciaio inox A286, che presenta una pulizia superiore per la rifusione sotto vuoto, ideale per le applicazioni di motori o turbine aerospaziali.
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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