630 (17-4 PH) vs 631 (17-7 PH) Aços Inoxidáveis ​​Endurecidos por Precipitação: Resistência vs Tenacidade

 

Quais são as suas composições principais e as principais diferenças nas propriedades mecânicas?

630 (17-4 PH) contém 15–17,5% Cr, 3–5% Ni, 3–5% Cu, 0,15–0,45% Nb, com menor ou igual a 0,07% C. Na condição tratada termicamente H900-, atinge um limite de escoamento de ~1100 MPa e uma dureza de 38 HRC, equilibrando resistência e ductilidade para uso industrial geral.631 (17-7 PH) apresenta 16–18% Cr, 6,5–7,75% Ni, 0,75–1,5% Al, com menor ou igual a 0,09% C e sem cobre ou nióbio. Seu tratamento térmico TH1050 produz uma resistência máxima de ~1380 MPa e 42 HRC, com tenacidade excepcional em temperaturas abaixo de zero até -200 graus. Ambas as classes não são magnéticas no estado recozido em solução e tornam-se magnéticas após o endurecimento por precipitação.

Como seus processos de tratamento térmico diferem para um desempenho ideal?

Para 630, o ciclo H900 padrão é: recozimento da solução a 1040 graus, resfriamento até a temperatura ambiente e, em seguida, envelhecimento a 480 graus por 1 hora para maximizar a resistência. O envelhecimento em temperaturas mais altas (por exemplo, 620 graus para H1150) reduz a resistência, mas melhora a resistência à corrosão e a tenacidade.631 requer um processo de duas-etapas para desempenho máximo: recozimento em solução a 1065 graus, resfriamento até a temperatura ambiente e, em seguida, envelhecimento a 510 graus por 1 hora (condição TH1050). Ele também pode ser trabalhado-a frio antes do envelhecimento para aumentar ainda mais a resistência em 10–15%. Ambas as classes devem ser usinadas no estado-recozido da solução-sua condição endurecida é extremamente difícil de usinar sem ferramentas especializadas.

Em quais aplicações um grau é insubstituível em relação ao outro?

Escolha 630 para aplicações gerais de alta-resistência e corrosão moderada-: ferramentas de fundo de poço de petróleo e gás, hastes de válvulas, hastes de cilindros hidráulicos e implantes médicos (por exemplo, parafusos ortopédicos) onde a biocompatibilidade e a resistência são críticas. Opte por 631 para uso aeroespacial, de defesa e criogênico: componentes de trens de pouso de aeronaves, peças de sistemas de orientação de mísseis, suportes de satélite e equipamentos de armazenamento de gás natural liquefeito (GNL) que enfrentam temperaturas extremas flutuations.631 também é preferido para serviços em altas-temperaturas de até 315 graus, enquanto a resistência do 630 diminui rapidamente acima de 260 graus.

Como a resistência à corrosão se compara a outros graus de{0}}alta resistência?

630 oferece resistência à corrosão comparável ao aço inoxidável 304, resistindo à corrosão atmosférica, de água doce e química leve. Ele tem um bom desempenho em salmouras de campos petrolíferos, mas não é recomendado para ambientes marinhos sem revestimentos protetores. O maior teor de cromo do 631 confere-lhe uma resistência ao cloreto ligeiramente melhor do que o 630, tolerando a exposição de curto-prazo à névoa salina em instalações aeroespaciais costeiras. Ele ainda fica aquém da resistência à corrosão marítima do 316L. Ambos os tipos superam os tipos martensíticos como 410 e 420 em ambientes corrosivos, mas são menos resistentes que os aços inoxidáveis ​​duplex (por exemplo, 2205) para ambientes industriais agressivos.

Quais são as compensações de custo e fabricação-entre as duas classes?

O 630 é de 15 a 20% mais barato que o 631, tornando-o a escolha-com boa relação custo-benefício para aplicações de alta resistência não-aeroespaciais-. Seu teor de cobre também melhora a usinabilidade em comparação com 631.631 e tem menor conformabilidade que 630 devido ao maior teor de níquel e alumínio, exigindo mais força para flexão e estampagem profunda para evitar rachaduras. A soldagem não é recomendada para cargas críticas-peças que suportam qualquer grau-a soldagem interrompe a microestrutura endurecida por precipitação-, reduzindo a resistência na zona afetada pelo calor-por 30–40%.