L’alliage 17-4PH est un acier inoxydable martensitique à durcissement par précipitation avec des ajouts de Cu et de Nb/Cb. La nuance combine une résistance élevée, une dureté (jusqu’à 572 °F / 300 °C) et une résistance à la corrosion. Les propriétés mécaniques peuvent être optimisées par un traitement thermique. Une limite d’élasticité très élevée jusqu’à 1100-1300 MPa (160-190 ksi) peut être atteinte.
Propriétés générales
L’alliage 17-4PH (UNS S17400), type 630, est un acier inoxydable martensitique à durcissement par précipitation au chrome-nickel-cuivre avec un ajout de niobium. 17-4PH combine une résistance et une dureté élevées avec une bonne résistance à la corrosion.
L’alliage est fourni à l’état recuit (condition A). Il ne doit pas être utilisé à des températures supérieures à 300 °C (572 °F) ou pour un service cryogénique. Des propriétés mécaniques optimales peuvent être obtenues en soumettant l’alliage à des traitements thermiques de durcissement par vieillissement. Le traitement thermique dans la plage de 482 °C (900 °F) produit la résistance la plus élevée.
La résistance à la corrosion de l’alliage 17-4PH est comparable à celle de l’acier inoxydable 304 dans la plupart des environnements, et est généralement supérieure à celle des aciers inoxydables de la série 400. Il est utilisé dans les applications où la combinaison d’une résistance modérée à la corrosion et d’une résistance exceptionnellement élevée est requise.
L’alliage 17-4PH peut être facilement soudé et traité selon les pratiques de fabrication standard de l’atelier. Il est magnétique.
Applications
- Aérospatiale — structures et pièces
Biomédical — outils à main
Traitement chimique
Équipement de traitement des aliments
Vannes
Composants mécaniques
Traitement et stockage des déchets nucléaires
Production de pétrole et de gaz — foils, plates-formes d’hélicoptère, etc.
Pâtes et papiers — papeterie
équipement
Normes
ASTM........ A 693ASME........ SA 693
AMS.......... 5604
Résistance à la corrosion
La résistance à la corrosion de l’alliage 17-4PH est comparable à celle de l’acier inoxydable 304 dans la plupart des environnements, et est généralement supérieure à celle des aciers inoxydables de la série 400. Il est utilisé dans les applications où la combinaison d’une résistance modérée à la corrosion et d’une résistance exceptionnellement élevée est requise. L’alliage 17-4PH a une résistance à la corrosion comparable à celle du 304L dans certaines applications chimiques, laitières, alimentaires, papetières et pétrolières.
L’alliage 17-4PH à l’état recuit (condition A) ne doit généralement pas être mis en service. L’alliage est sujet à des ruptures fragiles et plus sensible à la fissuration par corrosion sous contrainte au chlorure que le matériau vieilli.
Si des risques de fissuration par corrosion sous contrainte par chlorure sont présents, les températures de vieillissement les plus élevées doivent être choisies plutôt que 1022 °F (550 °C), de préférence 1094 °F (590 °C). 1022 °F (550 °C) est la température de revenu recommandée en service de chlorure. 1094 °F (590 °C) est préférable dans les milieux H2S.
L’alliage 17-4PH est sujet à la corrosion caverneuse et aux attaques par piqûres lorsqu’il est exposé à de l’eau de mer stagnante pendant un certain temps.
Analyse chimique
% de poids (toutes les valeurs sont maximales, sauf indication contraire)
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Chrome |
15,0 min.-17,5 max. |
Phosphore |
0.04 |
|
Nickel |
3,0 min.-5,0 max. |
Soufre |
0.03 |
|
Cuivre |
3,0 min.-5,0 max. |
Silicium |
1.0 |
|
Carbone |
0.07 |
Nobium plus tantale |
0,15 min.-0,45 max. |
|
Manganèse |
1.0 |
Fer |
Balance |
Propriétés physiques (condition A)
Densité
0,280 lb/po37,75 g/cm3
Chaleur spécifique
0,11 BTU/lb-°F @ 70 °F)460 J/kg-°C @ 20°C)
Module d’élasticité
28,5 x 106 psi196 GPa
Conductivité thermique 212 °F (100 °C)
10,6 BTU/h/pi2/pi/°F18,3 W/m-°K
Gamme de fusion
2560 à 2625 °F1404 à 1440 °C
Résistivité électrique
29,5 microhm-in à 75°C75 microhm-cm à 24°C
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Plage de température |
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||
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°F |
°C |
po/po °F |
cm/cm °C |
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70-800 |
21-427 |
6,3 x 10-6 |
11,3 x 10-6 |
Propriétés mécaniques
Propriétés de température ambiante (direction longitudinale)
Valeurs garanties (tôles laminées à chaud ASTM A693)
Tableau 1
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Traitement thermique |
Élasticité Compensation de 0,2 % |
Traction ultime Force |
Élongation |
|||
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|
(MPa) |
Ksi |
(MPa) |
Ksi |
% |
|
|
Durcissement 496 °C (925 °F) 4 h, refroidissement par air |
Min. |
1070 |
155 |
1170 |
170 |
8 |
|
Typ. |
1207 |
175 |
1310 |
190 |
14 |
|
|
Durcissement 593 °C (1100°F) 4 h, refroidissement par air |
Min. |
790 |
115 |
965 |
140 |
10 |
|
Typ. |
931 |
135 |
1034 |
150 |
17 |
|
Données de fabrication
L’alliage 17-4PH peut être facilement soudé et traité selon les pratiques de fabrication standard de l’atelier. Il est magnétique.
Traitement thermique
L’alliage 17-4PH est fourni à l’état recuit par mise en solution (condition A). Les propriétés mécaniques peuvent être modifiées par des traitements ultérieurs de durcissement par vieillissement. Ces traitements de vieillissement sont appelés affections H900, H1025, H1075, H1150, H1150M et H1150D. Les processus sont décrits dans le tableau 2 ci-dessous. Les propriétés mécaniques résultantes apparaissent ci-dessus dans le tableau 1.
Tableau 2
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CONDITION |
Température °F |
Temps, h |
Éteindre |
|
H900 |
900 |
4 |
Air frais |
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N° H1025 |
1025 |
4 |
Air frais |
|
N° H1075 |
1075 |
4 |
Air frais |
|
N° H1150 |
1150 |
4 |
Air frais |
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H1150M |
1400 pour 2 h, refroidissement à l’air plus 1150 pour 4 h, refroidissement à l’air |
||
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N° H1150D |
1400 pour 2 h, refroidissement à l’air plus 1150 pour 4 h, refroidissement à l’air |
||
Formage à froid
L’alliage 17-4PH a des propriétés de formage à froid limitées. Le formage à froid ne peut être effectué que sur des plaques entièrement recuites. La résistance à la corrosion sous contrainte est améliorée par le revieillissement à la température de durcissement par précipitation après travail à froid.
Formage à chaud
Chauffer uniformément à 1742 – 2192 °F (950 – 1200 °C). Un recuit de mise en solution complète, un refroidissement inférieur à 25 °C (76 °F) et un vieillissement à la température requise doivent se produire après le formage à chaud. Le traitement thermique de post-formage doit être fonction des propriétés mécaniques souhaitées.
Usinage
L’alliage 17-4PH peut être usiné à la fois dans des conditions de mise en solution et de durcissement par précipitation. Les caractéristiques d’usinage peuvent varier en fonction de la dureté du métal. Les outils à grande vitesse sont acceptables, mais les outils en carbure sont préférés. Une lubrification standard doit être utilisée. Les changements dimensionnels résultant d’un traitement thermique doivent être pris en compte si des tolérances très strictes sont requises.
Découpage
L’alliage 17-4PH peut être facilement soudé par la plupart des processus standard, y compris SMAW, GTAW, PAW et GMAW.
Soudure
L’alliage 17-4PH peut être facilement soudé par la plupart des processus standard, y compris SMAW, GTAW, PAW et GMAW.