17-7 PH Edelstahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen
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17-7 PH-Edelstahl ist ein ausfällungsgehärteter Edelstahl, der unter die austenitischen Edelstahl-Klassifikation fällt. Seine Hauptlegierungselemente sind Chrom (17 %), Nickel (7 %) und kleine Mengen Aluminium, die zu seinen einzigartigen Eigenschaften beitragen. Die Zugabe von Aluminium ermöglicht die Ausfällungshärtung, wodurch seine Festigkeit und Härte erhöht werden, während eine gute Verformbarkeit und Korrosionsbeständigkeit erhalten bleiben.
Diese Stahlgüte zeichnet sich durch ihre hervorragenden mechanischen Eigenschaften aus, einschließlich hoher Zugfestigkeit, guter Ermüdungsbeständigkeit und der Fähigkeit, wärmebehandelt zu werden, um die gewünschten Härtegrade zu erreichen. Sie zeigt auch eine gute Schweißbarkeit und Formbarkeit, was sie für verschiedene Anwendungen in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie und Medizintechnik geeignet macht.
Vorteile und Einschränkungen
Vorteile:
- Hohe Festigkeit-zu-Gewicht-Verhältnis: 17-7 PH bietet eine überlegene Festigkeit im Vergleich zu anderen Edelstählen, was sie ideal für Anwendungen macht, bei denen Gewichtseinsparungen entscheidend sind.
- Korrosionsbeständigkeit: Sie bietet eine gute Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl von korrosiven Umgebungen, einschließlich atmosphärischer Bedingungen und schwacher Säuren.
- Vielseitigkeit: Die Fähigkeit, wärmebehandelt zu werden, ermöglicht die Anpassung der mechanischen Eigenschaften an spezifische Anwendungsanforderungen.
Einschränkungen:
- Kosten: Die Legierungselemente können 17-7 PH teurer machen als Standardedelstähle.
- Begrenzte Hochtemperatureigenschaften: Während sie bei moderaten Temperaturen gut abschneidet, kann ihre Festigkeit bei erhöhten Temperaturen im Vergleich zu anderen Hochtemperaturelegierungen abnehmen.
Historisch gesehen war 17-7 PH im Luft- und Raumfahrtsektor von Bedeutung, wo ihre Eigenschaften für Komponenten genutzt werden, die sowohl Festigkeit als auch Korrosionsbeständigkeit erfordern. Ihre Marktposition ist stark, insbesondere in Anwendungen, in denen hohe Leistung entscheidend ist.
Alternative Namen, Standards und Äquivalente
Standardorganisation | Bezeichnung/Güte | Land/Region des Ursprungs | Hinweise/Anmerkungen |
---|---|---|---|
UNS | S17700 | USA | Nächster Äquivalent zu AISI 630 |
AISI/SAE | 17-7 PH | USA | Ausfällungshärtungsgrad |
ASTM | A313 | USA | Standard-Spezifikation für Draht |
EN | 1.4568 | Europa | Ähnliche Eigenschaften, geringfügige Zusammensetzungsunterschiede |
JIS | SUS 630 | Japan | Äquivalent mit leichten Variationen in den Eigenschaften |
Die obige Tabelle hebt verschiedene Standards und Äquivalente für 17-7 PH-Edelstahl hervor. Besonders bemerkenswert ist, dass, während Grade wie SUS 630 und 1.4568 als äquivalent angesehen werden, sie subtile Unterschiede in den mechanischen Eigenschaften oder der Korrosionsbeständigkeit aufweisen können, die die Materialauswahl für spezifische Anwendungen beeinflussen könnten.
Wesentliche Eigenschaften
Chemische Zusammensetzung
Element (Symbol und Name) | Prozentsatzbereich (%) |
---|---|
Cr (Chrom) | 16,0 - 18,0 |
Ni (Nickel) | 6,5 - 7,5 |
Al (Aluminium) | 0,75 - 1,5 |
C (Kohlenstoff) | 0,07 max |
Mn (Mangan) | 1,0 max |
Si (Silizium) | 1,0 max |
P (Phosphor) | 0,04 max |
S (Schwefel) | 0,03 max |
Die Hauptlegierungselemente in 17-7 PH-Edelstahl spielen entscheidende Rollen bei der Definition seiner Eigenschaften:
- Chrom verbessert die Korrosionsbeständigkeit und trägt zur Bildung einer schützenden Oxidschicht bei.
- Nickel verbessert die Zähigkeit und Verformbarkeit, sodass der Stahl Deformationen ohne Bruch standhalten kann.
- Aluminium ist entscheidend für die Ausfällungshärtung, die Festigkeit und Härte durch Wärmebehandlung erhöht.
Mechanische Eigenschaften
Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Typischer Wert/Bereich (metrisch - SI-Einheiten) | Typischer Wert/Bereich (imperiale Einheiten) | Referenzstandard für Prüfmethoden |
---|---|---|---|---|
Zugfestigkeit | Geglüht | 860 - 1030 MPa | 125 - 150 ksi | ASTM E8 |
Streckgrenze (0,2 % Offset) | Geglüht | 620 - 860 MPa | 90 - 125 ksi | ASTM E8 |
Dehnung | Geglüht | 10 - 15 % | 10 - 15 % | ASTM E8 |
Härte (Rockwell C) | Geglüht | 30 - 40 HRC | 30 - 40 HRC | ASTM E18 |
Schlagfestigkeit (Charpy) | -40 °C | 30 J | 22 ft-lbf | ASTM E23 |
Die mechanischen Eigenschaften von 17-7 PH-Edelstahl machen ihn geeignet für Anwendungen, die hohe Festigkeit und Haltbarkeit erfordern. Seine Zugfestigkeit und Streckgrenze zeigen seine Fähigkeit, erheblichen Lasten standzuhalten, während seine Dehnung und Schlagfestigkeit auf eine gute Verformbarkeit und Zähigkeit hinweisen, die für dynamische Belastungsbedingungen unerlässlich sind.
Physikalische Eigenschaften
Eigenschaft | Zustand/Temperatur | Wert (metrisch - SI-Einheiten) | Wert (imperiale Einheiten) |
---|---|---|---|
Dichte | - | 7,75 g/cm³ | 0,28 lb/in³ |
Schmelzpunkt/-bereich | - | 1450 - 1510 °C | 2642 - 2750 °F |
Wärmeleitfähigkeit | 20 °C | 16,3 W/m·K | 112 BTU·in/h·ft²·°F |
Spezifische Wärmekapazität | 20 °C | 500 J/kg·K | 0,12 BTU/lb·°F |
Elektrische Widerstandsfähigkeit | 20 °C | 0,72 μΩ·m | 0,
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