1.4542 | AISI 630 | 17-4PH | UNS S17400 Condition A круг | пруток ф35мм

Дисперсионно-твердеющие нержавеющие стали - это стали, содержащие хром и никель, которые обеспечивают оптимальное сочетание свойств мартенситных и аустенитных марок.
Как и мартенситные марки, они известны своей способностью приобретать высокую прочность при термической обработке, а также обладают коррозионной стойкостью аустенитной нержавеющей стали.
Высокая прочность на разрыв дисперсионно-твердеющих нержавеющих сталей достигается после процесса термической обработки, который приводит к дисперсионному упрочнению мартенситной или аустенитной матрицы. Упрочнение достигается путем добавления одного или нескольких элементов: меди, алюминия, титана, ниобия и молибдена.
Наиболее известная дисперсионно-твердеющая сталь — 17-4PH.
Название происходит от добавок 17% хрома и 4% никеля. Она также содержит 4% меди и 0,3% ниобия. 17-4PH также известна как нержавеющая сталь марки AISI 630 или 1.4542.
Преимущество дисперсионно-твердеющих сталей заключается в том, что они могут поставляться в состоянии «обработки на твердый раствор» (solution treated), которое легко поддается механической обработке.
После механической обработки или другого метода изготовления можно применить однократную низкотемпературную термическую обработку для повышения прочности стали.
Это известно как старение или упрочнение при старении.
Поскольку это осуществляется при низкой температуре, компонент не подвергается деформации.

Дисперсионно-твердеющие стали характеризуются одной из трех групп на основе их конечной микроструктуры после термической обработки:

Мартенситные: (Например, 17-4PH | AISI 630 | 1.4542 | UNS S17400):
Мартенситные дисперсионно-твердеющие нержавеющие стали имеют преимущественно аустенитную структуру при температурах отжига около 1040 до 1065°C.
При охлаждении до комнатной температуры они претерпевают превращение, которое изменяет аустенит в мартенсит.

Полуаустенитные: (Например, 17-7PH | AISI 631 | 1.4568 | UNS S17700):
В отличие от мартенситных дисперсионно-твердеющих сталей, отожженные полуаустенитные дисперсионно-твердеющие стали достаточно мягкие, чтобы подвергаться холодной обработке.
Полуаустенитные стали сохраняют свою аустенитную структуру при комнатной температуре, но образуют мартенсит при очень низких температурах.

Аустенитные: (Например, A-286 | AISI 660 | 1.4980 | UNS S66286):
Аустенитные дисперсионно-твердеющие стали сохраняют свою аустенитную структуру после отжига и закалки старением.
При температуре отжига 1095 до 1120°C фаза дисперсионного твердения растворима. Она остается в растворе при быстром охлаждении.
При повторном нагреве до 650-760 °C происходит выделение. Это увеличивает твердость и прочность материала.
Твердость остается ниже, чем у мартенситных или полуаустенитных дисперсионно-твердеющих сталей.
Аустенитные сплавы остаются немагнитными.

Прочность:
Предел текучести дисперсионно-твердеющих нержавеющих сталей составляет от 515 МПа до 1415 МПа.
Предел прочности на растяжение: от 860 МПа до 1520 МПа.
Относительное удлинение: до 25%.
Для ещё более высокого уровня прочности можно использовать холодную обработку перед старением.

Благодаря высокой прочности дисперсионно-твердеющие нержавеющие стали находят наибольшее применение в аэрокосмической и других высокотехнологичных отраслях.
Они широко используются для производства шестерен, клапанов и других компонентов двигателя, высокопрочных валов, турбинных лопаток, формовочных штампов, контейнеров для ядерных отходов и т.д.

Коррозионная стойкость:
Дисперсионно-твердеющие нержавеющие стали обладают умеренной или хорошей коррозионной стойкостью в различных средах.
Они обладают лучшим сочетанием прочности и коррозионной стойкости по сравнению с термообрабатываемыми мартенситными сплавами серии 400.
Их коррозионная стойкость аналогична стойкости нержавеющей стали марки 304.

В тёплой хлоридной среде сплав 17-4PH подвержен точечной и щелевой коррозии.
При старении при температуре 550°C и выше сплав 17-4PH обладает высокой стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением.
Повышение стойкости к коррозионному растрескиванию под напряжением достигается при более высоких температурах старения.

В состоянии, обработанном на твердый раствор (отожженном, solution annealed), коррозионная стойкость низкая, поэтому его не следует использовать до термической обработки.

Теплостойкость:
Сталь 17-4PH | AISI 630 | 1.4542 | UNS S17400 обладает хорошей стойкостью к окислению.
Во избежание снижения механических свойств её не следует использовать при температуре выше температуры дисперсионного твердения.
Если вязкость при температуре окружающей среды критически важна, следует избегать длительного воздействия 370–480 °C.

Холодная обработка:
Холодная формовка, такая как прокатка, гибка и гидроформовка, может быть выполнена из стали 17-4PH только в полностью отожжённом состоянии.
После холодной обработки стойкость к коррозии под напряжением повышается путём повторного старения при температуре дисперсионного твердения.

Горячая обработка:
Горячая обработка стали 17-4PH должна производиться при температуре 950–1200 °C.
После горячей обработки необходима полная термическая обработка, включающая отжиг и охлаждение до комнатной температуры или ниже.
Затем деталь необходимо подвергнуть дисперсионному упрочнению для достижения требуемых механических свойств.