Vật liệu 17-7 PH
Th11
Vật liệu 17-7 PH
Vật liệu 17-7 PH là một loại thép không gỉ bán austenit hóa bền kết tủa, được phát triển nhằm cung cấp sự kết hợp tối ưu giữa độ bền cao, khả năng chống ăn mòn tốt và khả năng giữ ổn định kích thước khi làm việc trong điều kiện tải trọng lớn.
Nhờ có thành phần hợp kim đặc trưng gồm Cr – Ni – Al, vật liệu này thể hiện sự ổn định cấu trúc vượt trội sau nhiệt luyện, đồng thời có hiệu suất cao trong nhiều môi trường khác nhau. Vật liệu 17-7 PH được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hàng không, kỹ thuật hóa học, chế tạo lò xo chịu tải, linh kiện cơ khí chính xác và các lĩnh vực đòi hỏi đặc tính cơ học vượt trội.
Vật liệu 17-7 PH là gì?
Vật liệu 17-7 PH là loại thép không gỉ được tăng bền nhờ quá trình hóa bền kết tủa (precipitation hardening). Ở trạng thái ủ hoặc trạng thái O, vật liệu có tổ chức austenit ổn định; khi thực hiện quá trình biến dạng hoặc xử lý nhiệt thích hợp, tổ chức này chuyển sang martensit, giúp tăng độ bền một cách đáng kể. Đặc điểm lớn nhất của vật liệu 17-7 PH là khả năng giữ cứng tốt ở nhiệt độ trung bình, ít biến dạng sau xử lý nhiệt và có tính đàn hồi rất cao nên thường được dùng trong chế tạo lò xo chịu lực hoặc màng đàn hồi trong các thiết bị công nghiệp.
Thành phần hóa học của vật liệu 17-7 PH
Bảng dưới đây thể hiện thành phần hóa học điển hình của vật liệu 17-7 PH:
Bảng: Thành phần hóa học vật liệu 17-7 PH (% khối lượng)
| Nguyên tố | Hàm lượng điển hình |
|---|---|
| C | ≤ 0.09% |
| Mn | ≤ 1.0% |
| Si | ≤ 1.0% |
| Cr | 16.0 – 18.0% |
| Ni | 6.5 – 7.75% |
| Al | 0.75 – 1.50% |
| P | ≤ 0.040% |
| S | ≤ 0.030% |
| Fe | Còn lại |
Thành phần này giúp 17-7 PH có độ bền cao sau hóa bền, đồng thời duy trì khả năng chống oxy hóa và chống ăn mòn tốt trong môi trường thông thường.
Tính chất cơ lý của vật liệu 17-7 PH
Vật liệu 17-7 PH cho phép đạt được dải cơ tính rất rộng tùy theo chế độ xử lý nhiệt. Độ bền kéo, giới hạn chảy và độ cứng đều tăng mạnh sau khi thực hiện quá trình hóa bền kết tủa. Dưới đây là bảng so sánh cơ tính giữa trạng thái ủ (Condition A) và trạng thái hóa bền (Condition TH1050):
Bảng: So sánh cơ tính vật liệu 17-7 PH ở các trạng thái
| Tính chất | Condition A | Condition TH1050 |
|---|---|---|
| Độ bền kéo (MPa) | ~ 1030 | 1310 – 1515 |
| Giới hạn chảy (MPa) | ~ 690 | 1170 – 1310 |
| Độ giãn dài (%) | 12 – 15 | 6 – 9 |
| Độ cứng (HRC) | ~ 34 | 41 – 47 |
Từ bảng trên có thể thấy vật liệu 17-7 PH sau hóa bền đạt độ cứng và độ bền rất cao, gần tương đương các mác thép lò xo cao cấp nhưng vẫn giữ khả năng chống ăn mòn tốt.
Ưu điểm của vật liệu 17-7 PH
Vật liệu 17-7 PH mang lại nhiều ưu điểm nổi bật, được đánh giá cao trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền và tính ổn định cơ học:
- Độ bền kéo và giới hạn chảy rất cao sau hóa bền.
- Khả năng chống ăn mòn tốt trong môi trường ẩm, dầu mỡ, hóa chất nhẹ.
- Độ đàn hồi vượt trội, phù hợp các chi tiết như lò xo, màng đàn hồi.
- Dễ gia công ở trạng thái ủ, giảm chi phí chế tạo.
- Ổn định kích thước tốt, ít biến dạng sau xử lý nhiệt.
- Có thể hoạt động trong môi trường nhiệt độ từ –100°C đến 425°C mà không bị giảm chất lượng đáng kể.
Nhược điểm của vật liệu 17-7 PH
Bên cạnh ưu điểm nổi bật, vật liệu 17-7 PH cũng tồn tại một số hạn chế:
- Khó gia công hơn so với thép không gỉ austenit thông thường.
- Cần quy trình nhiệt luyện chính xác để đạt cơ tính tối ưu.
- Độ bền ăn mòn trong môi trường chloride không bằng thép không gỉ molypden như 316L.
- Giá thành cao hơn các loại thép lò xo thông thường như 65Mn hoặc Inox 301.
So sánh vật liệu 17-7 PH với một số vật liệu tương đương
Bảng: So sánh 17-7 PH với 17-4 PH và Inox 301
| Tiêu chí | 17-7 PH | 17-4 PH | Inox 301 |
|---|---|---|---|
| Cơ tính sau hóa bền | Rất cao, đàn hồi tốt | Rất cao, thích hợp chi tiết chịu tải | Khá cao nhưng không bằng |
| Khả năng chống ăn mòn | Tốt | Tốt | Trung bình |
| Độ đàn hồi | Rất cao | Trung bình | Cao |
| Khả năng gia công | Dễ ở Condition A | Trung bình | Dễ |
| Ứng dụng chính | Lò xo, màng đàn hồi | Trục, turbine, chi tiết cơ khí | Lò xo nhẹ, tấm đàn hồi |
Qua bảng so sánh, có thể thấy 17-7 PH vượt trội về độ đàn hồi và độ bền ở trạng thái hóa bền, trong khi 17-4 PH lại phù hợp cho các chi tiết cơ khí chịu tải lớn. Inox 301 mặc dù dễ gia công và giá thành thấp nhưng không đạt độ bền cao như 17-7 PH.
Ứng dụng của vật liệu 17-7 PH trong công nghiệp
Vật liệu 17-7 PH được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:
- Sản xuất lò xo áp suất, lò xo chịu nhiệt, lò xo định vị.
- Chế tạo màng đàn hồi trong van điều áp, thiết bị đo áp suất.
- Các chi tiết cơ khí chính xác yêu cầu độ ổn định kích thước cao.
- Bộ phận trong hệ thống khí nén, thủy lực.
- Linh kiện hàng không, bộ phận máy bay cần trọng lượng nhẹ nhưng độ bền cực cao.
- Các chi tiết trong công nghiệp hóa chất, dược phẩm, thực phẩm.
- Vật liệu cho các bộ phận cần chống ăn mòn vừa phải nhưng vẫn đảm bảo độ cứng cao.
Quy trình nhiệt luyện vật liệu 17-7 PH
Để đạt cơ tính tối ưu, vật liệu 17-7 PH cần tuân thủ quy trình nhiệt luyện tiêu chuẩn sau:
- Condition A (ủ)
- Nhiệt độ: 1040 – 1060°C.
- Làm nguội: Không khí.
- Mục đích: Ổn định tổ chức austenit, dễ gia công.
- Condition RH (làm già hóa ở nhiệt độ thấp)
- Gia nhiệt khoảng 175 – 195°C trong thời gian 90 phút.
- Chuyển tổ chức sang martensit một phần.
- Condition TH1050
- Gia nhiệt 1040°C, giữ 30 phút.
- Làm nguội không khí.
- Tiếp tục hóa già ở 565°C trong 90 phút.
- Kết quả: Độ bền rất cao, phù hợp chế tạo lò xo chịu tải nặng.
Quy trình này giúp vật liệu tăng đáng kể cơ tính nhờ sự kết tủa các hạt hợp kim dạng Al-Ni trong nền martensit.
Khả năng gia công cắt gọt của vật liệu 17-7 PH
Vật liệu 17-7 PH có khả năng gia công tốt nhất ở Condition A. Ở trạng thái này, vật liệu khá mềm, ít gây mài mòn dao và đạt bề mặt cắt tốt. Khi chuyển sang Condition RH hoặc TH, độ cứng rất cao khiến quá trình gia công trở nên khó khăn; do đó, phần lớn chi tiết phải được tạo hình trước khi tiến hành hóa bền. Các phương pháp gia công phù hợp gồm:
- Tiện tốc độ thấp với dao carbide.
- Cắt laser cho sản phẩm tấm mỏng.
- Mài phẳng, mài tròn cho độ chính xác cao.
- Dập tạo hình nguội cho lò xo hoặc màng đàn hồi.
Kết luận
Vật liệu 17-7 PH là một trong những mác thép không gỉ hóa bền kết tủa quan trọng nhất trong ngành công nghiệp hiện đại. Nhờ đặc tính cơ học vượt trội, độ đàn hồi cao và khả năng ổn định kích thước sau xử lý nhiệt, vật liệu này được ưu tiên trong các ứng dụng yêu cầu độ bền cao và làm việc trong môi trường khắc nghiệt. Khi được xử lý nhiệt đúng quy trình, 17-7 PH trở thành lựa chọn tối ưu cho lò xo công nghiệp, linh kiện máy bay, thiết bị áp suất và nhiều ứng dụng cơ khí phức tạp khác.
CÔNG TY TNHH MTV VẬT LIỆU TITAN
Chuyên cung cấp thép hợp kim chế tạo: 2322, 34CrNiMo6, 42CrMo4, 40Cr, SKD11, P20…
Cắt lẻ theo yêu cầu, hỗ trợ gia công CNC và có đầy đủ chứng chỉ CO-CQ.
Địa chỉ: 133/14/5 Bình Thành, P. Bình Hưng Hòa B, Q. Bình Tân, TP.HCM
Hotline: 0909 246 316
Website: www.vatlieucokhi.net
THÔNG TIN LIÊN HỆ
| Họ và Tên | Nguyễn Đức Bốn |
| Số điện thoại - Zalo | 0909.246.316 |
| vatlieucokhi.net@gmail.com | |
| Website: | vatlieucokhi.net |
Ống Inox 310S Phi 17mm
Ống Inox 310S Phi 17mm – Chịu Nhiệt Tốt, Bền Bỉ Trong Môi Trường Ăn [...]
Th5
Inox 1.4429
Inox 1.4429 Inox 1.4429 là gì? Inox 1.4429 là loại thép không gỉ austenitic có [...]
Th10
Thép Inox 2367
Thép Inox 2367 Thép Inox 2367 là thép không gỉ austenitic, thuộc nhóm thép 2000, [...]
Th10
Duplex 022Cr19Ni5Mo3Si2N stainless steel
Duplex 022Cr19Ni5Mo3Si2N stainless steel Duplex 022Cr19Ni5Mo3Si2N stainless steel là một loại thép không gỉ song [...]
Th11
Tấm Inox 0.06mm Là Gì
Tấm Inox 0.06mm Là Gì? Tấm Inox 0.06mm là loại thép không gỉ có độ [...]
Th4
Inox 431: Tại Sao Nó Là Vật Liệu Không Thể Thiếu Trong Ngành Sản Xuất Công Cụ Cắt
Inox 431: Tại Sao Nó Là Vật Liệu Không Thể Thiếu Trong Ngành Sản Xuất [...]
Th3
