17-4PH против 15-5PH: руководство по дисперсионно-твердеющей нержавеющей стали

 

17-4PH (UNS S17400, ASTM A564, тип 630) и 15-5PH (UNS S15500, ASTM A564, тип 629) — две наиболее эффективные мартенситные нержавеющие стали дисперсионного твердения. Тот же потолок прочности, тот же приблизительный уровень коррозии (уровень ~304), тот же потолок эксплуатации в 316 градусов, но другая микроструктура, вот и все решение:

 

● 17-4PH — значение по умолчанию. Самый широкий ассортимент, самая низкая стоимость, максимальная прочность до 1310 МПа / 1170 МПа (H900). Выбирайте его для симметричных сечений малого и среднего размера, где поперечные свойства не имеют решающего значения. Например, общепромышленные валы, стандартные корпуса клапанов, компоненты насосов, шестерни или крепежные детали.

 

●15-5PH — это модернизация для толстых, направленных и ответственных деталей. Низкое содержание хрома и более высокое содержание никеля сводят δ-феррит почти к нулю, обеспечивая полностью мартенситную структуру, энергию поперечного удара на 30–50 % выше (30–45 против 15–25 фут-фунт-сила) и гораздо лучшую однородность по толщине в тяжелых секциях и поковках. Для требований высокой надежности при многоосных или поперечных нагрузках (например, детали аэрокосмических конструкций, компоненты шасси или ядерное/энергетическое оборудование высокого давления).

 

 

Быстрый ответ: какой класс и когда?

Если ваше доминирующее требование…	Указать	Почему
Экономичная прочность, стандартные детали	17-4PH	Самый большой ассортимент, самая низкая стоимость, та же прочность
Толстые профили/крупные поковки	15-5PH	Без феррита, равномерные свойства по толщине
Короткопоперечные растягивающие или усталостные нагрузки	15-5PH	Энергия поперечного удара на 30–50 % выше.
Тяжелые сварные конструкции, ремонт сварных швов	15-5PH	Снижение риска холодного растрескивания, ER630, сварка, затем старение
Магнитопорошковый контроль	15-5PH	Безферритовый=чистый МП; 17-4 часто требует ПТ
Арматура аэрокосмических конструкций (БМС 7-240)	15-5PH	По спецификации AMS 5659/BMS 7-240.
Изнашиваемые детали, шестерни, седла клапанов	17-4PH	Та же твердость, дешевле
Рисунок уже вызывает одно	Как нарисовано	Для замены требуется инженерное одобрение.

Свяжитесь сейчас

 

Одно семейство, другая микроструктура.. 17-4PH (S17400, A564, тип 630) сохраняет 5–15 % δ-феррита; 15-5PH (S15500, A564, тип 629) не содержит ферритов и обеспечивает равномерную поперечную прочность. Прочность и коррозия практически идентичны.

 

химический состав

Оба представляют собой мартенситные дисперсионно-твердеющие нержавеющие стали Cr-Ni-Cu-Nb, которые во время старения приобретают прочность за счет выделений, богатых медью. Химический состав настолько близок, что вам понадобится сертификат завода, чтобы отличить их с первого взгляда.

Элемент	17-4Ф (S17400)	15-5Ф (S15500)	Почему это важно
Хром	15.0 – 17.5%	14.0 – 15.5%	Меньшее содержание Cr в 15-5PH подавляет δ-феррит.
Никель	3.0 – 5.0%	3.5 – 5.5%	Более высокое содержание Ni повышает прочность
Медь	3.0 – 5.0%	2.5 – 4.5%	Средство дисперсионного твердения
Ниобий + Тантал	0.15 – 0.45%	0.15 – 0.45%	Измельчение зерна, стабилизация карбида
Углерод	Меньше или равно 0,07%	Меньше или равно 0,07%	Низкий C для пластичности и свариваемости
Практика плавления	Воздух/ВИМ/СОЭ/ВАР	ВИМ+СОЭ или ВИМ+ВАР*	Чистота 15-5PH является частью спецификации.

 

История дельта-феррита – реальная разница

17-4PH представляет собой сбалансированный состав, который сохраняет некоторое количество δ-феррита, обычно5–15%, который во время горячей обработки растягивается в полосы.. 15-5PH был разработан дляустранить это: чем меньше Cr, тем выше Ni, структура остается полностью мартенситной (δ-феррит<2%, often near zero).

 

Почему вас это должно волновать?

• Поперечная жесткость.Полосы δ-феррита являются местом зарождения трещин поперек направления прокатки.. 15-5Однородная структура PH обеспечивает гораздо лучшую пластичность и ударную вязкость в коротком поперечном направлении.
• Консистенция по толщине.В тяжелых прутках, толстых листах и ​​крупных поковках свойства стали 17-4 могут перемещаться от поверхности к сердцевине; 15-5 скрепляет их.
• НДТ.Ферритовые ленты мешают магнитопорошковому контролю на 17-4 (часто вынуждают проникать). 15-5PH обеспечивает чистоту контроля с помощью MT - настоящее преимущество при производстве аэрокосмической и ядерной продукции.
• Ковка и свариваемость.Однофазная структура более предсказуема в тяжелых сечениях и сварных швах.
• В тонких срезах и небольших симметричных деталях δ-феррит безвреден — именно поэтому 17-4 остается там экономичным дефолтом.

 

 

Цены на круглые стержни 17-4PH и 15-5PH

Продукт	Бюджетная цена (долл./кг)	Эквивалент (долл. США/тонна)
Пруток круглый 17-4ПХ, товарный сорт	$3.00–$7.50	$3,000–$7,500
Пруток круглый 15-5PH, товарный сорт	$3.50–$8.50	$3,500–$8,500

Используя перекрывающиеся бюджетные диапазоны, указанные выше, в некоторых сценариях закупок 15-5PH может стоить примерно на 5–20 % дороже за сопоставимый запас.

 

Почему 15-5 РН дороже, чем 17-4 РН?

• Производственные требования: 15-5 PH обычно обрабатывается посредством электрошлакового переплава (ЭШП) или вакуумно-дугового переплава (ВДП), чтобы контролировать его микроструктуру и минимизировать присутствие дельта-феррита.
• Контроль химического состава: к 15-5 PH предъявляются более строгие требования по допускам в отношении содержания хрома (Cr) и никеля (Ni).
• Рыночный спрос и предложение: 17-4 PH производится в больших объемах по всему миру и в основном используется для общепромышленного применения; напротив, 15-5 PH является более специализированным, высококачественным сплавом, и некоторые характеристики может быть сложно получить из имеющихся запасов.

 

Механические свойства в зависимости от состояния (ASTM A564 Minima)

Оба сорта отвечают одной и той же лестнице старения. Более высокая температура старения=меньшая прочность, более высокая ударная вязкость. Показатели прочности по существу идентичны; следите за удлинением.

Состояние	Старение	17-4PH UTS/YS (МПа)	15-5PH UTS/YS (МПа)	Удлиненный. (%)	Твердость (HRC)
H900	482 градуса (900 градусов по Фаренгейту), 1–4 часа	Больше или равно 1310 / Больше или равно 1170	Больше или равно 1310 / Больше или равно 1170	Больше или равно 10	40–47
H925	496 градусов (925 градусов по Фаренгейту), 4 часа	Больше или равно 1172 / Больше или равно 1069	Больше или равно 1170 / Больше или равно 1070	Больше или равно 10	38–45
H1025	552 градуса (1025 градусов по Фаренгейту), 4 часа	Больше или равно 1070 / Больше или равно 1000	Больше или равно 1070 / Больше или равно 1000	12 / 14	34–42
H1075	580 градусов (1075 градусов по Фаренгейту), 4 часа	Больше или равно 1000 / Больше или равно 860	Больше или равно 1000 / Больше или равно 860	13	31–38
H1100	593 градуса (1100 градусов по Фаренгейту), 4 часа	Больше или равно 965 / Больше или равно 795	Больше или равно 965 / Больше или равно 795	14	28–37
H1150	621 градус (1150 градусов по Фаренгейту), 4 часа	Больше или равно 930 / Больше или равно 724	Больше или равно 930 / Больше или равно 725	Больше или равно 16	28–37

Состояние А (отжиг на раствор, ~30–35 HRC) — это состояние поставки для механической обработки обоих марок. H1025 — наиболее распространенное универсальное состояние; H1150 — это старое состояние, обеспечивающее максимальную прочность и устойчивость к SCC.

 

 

Это таблица, которая оправдывает надбавку 15-5PH. Шарпи с V-образным вырезом, состояние H1025:

Свойство	17-4PH	15-5PH	Дельта
Энергия удара, продольная	35–50 фут·фунт-сила	40–60 фут·фунт-сила	+15–20%
Энергия удара, поперечная	15–25 фут·фунт-сила	30–45 фут·фунт-сила	+80–100%
Структура	Мартенситный + 5–15% δ-феррит	Полностью мартенситный, без феррита.	-
Поведение в толстом разделе	Дрейф свойств	Равномерная толщина	-

Если ваша деталь воспринимает нагрузку более чем в одном направлении — изгиб плюс растяжение, вращающиеся системы, многоосные фитинги — этот поперечный ряд является разницей между расчетным запасом и риском.

 

 

Обрабатываемость: обычно предпочтительным является сплав 17-4PH, который хорошо подходит для традиционной механической обработки в больших объемах.

 

Ковка и сварка: 15-5PH исключительно хорошо работает при обработке крупных поковок, поскольку исключает риск поперечного растрескивания или разрушения, вызванного сегрегацией дельта-феррита. Для обоих материалов во время обработки требуются предварительный нагрев (150–200 градусов) и послесварочная термообработка (PWHT) для достижения оптимальных механических свойств.

 

Атрибут	17-4PH	15-5PH
Свариваемость	Хороший	Лучше – меньше риск холодного растрескивания
Наполнитель	ER630	ER630
Послесварочный	Решение + возраст или PWHT	Сварите в состоянии А, затем состарьте сборку.
Межпроходная температура	Типичный угол меньше или равен 150 градусам	Меньше или равен 150 градусам
Механическая обработка (условие А)	Хороший	Хорошо (немного проще, чище)
Механическая обработка (состаренная)	Умеренный	Умеренный
Ковка	2100–1850 градусов по Фаренгейту	2100–1850 градусов по Фаренгейту, более щадящий
неразрушающий контроль	МП, осложненный ферритом → ПТ	МТ надежный

 

 

Нержавеющая сталь 17-4PH

17-4ф барОбычное применение включает валы насосов, штоки клапанов, высокопрочные крепежные детали, шестерни, инструменты, промышленную арматуру и детали, обработанные с высокой точностью. Часто это первый сорт, который оценивается, когда компоненту требуется высокая прочность и умеренная коррозионная стойкость без ограничений по стоимости или источникам поставок более специализированного сплава.

 

15-5PH нержавеющая сталь

Обычное применение включает аэрокосмическую арматуру, компоненты приводов, конструкционное оборудование, крупные поковки и компоненты, подверженные поперечной нагрузке. Это особенно полезно, когда чертеж или план квалификации требуют большей направленной однородности пластичности и вязкости.

 

Выбор из реального мира (5 случаев)

1. Шасси, многоосная усталостная нагрузка, толстое сечение. → 15-5PH H1025, АМС 5659, БМС 7-240. Поперечная жесткость является движущей силой конструкции.

2. Вал насоса симметричный, нагрузка умеренная. → 17-4PH H1025.Та же мощность, меньшая стоимость, везде есть в наличии.

3. Корпус клапана сварной, в процессе эксплуатации ожидается ремонт сварных швов. → 15-5PH- меньший риск образования холодных трещин и надежный контроль сварных деталей методом МТ.

4. Привод ядерного регулирующего органа, требуется чистый МТ. → 15-5PH- Безферритовая структура проверяется магнитными частицами.

5. Седло клапана/изнашиваемая вставка, для работы в сухих условиях, экономично. → 17-4PH H900.Максимальная твердость по низкой цене.

 

Круглый пруток 17-4PH и 15-5PH Доставка Упаковка и испытание

 

 

1. Замена 17-4 на 15-5, «потому что они одинаковой силы».Так и есть - до тех пор, пока нагрузка не пойдет поперечно или сечение не станет толстым.

2. Плата за 15-5PH на небольшой, симметричной части.δ-феррит там безвреден; вы покупаете прочность, которую не можете использовать.

3. Предполагая, что 15-5PH сильнее.Это не так – таблицы прочности практически идентичны. Ценность – это последовательность, а не цифры.

4. Пропуск практики плавления.Air-melt 15-5PH не является аэрокосмическим материалом. Если в спецификации указано VIM+VAR, примите надбавку в размере 30–50%.

5. Заказ «17-4PH» или «15-5PH» без каких-либо условий.Укажите H-условие (H1025, H1150…), иначе вы получите то, что поставляет завод.

6. Указание H900 для критической части по умолчанию.Максимальная прочность, самая низкая ударная вязкость — H1025 обычно является лучшим универсальным решением.

7. Использование любого сорта в непрерывной морской воде.То же самое касается и дробилки хлоридов; переходите на дуплекс или 904L.

 

Стандарты и спецификации

Стандартный	Объем	17-4PH	15-5PH
АСТМ А564/А564М	Бар и ковка	Тип 630	Введите 629 (XM-12)
АСМЭ SA-564	Котел и сосуд под давлением	Тип 630	Тип 629
АСТМ А693	Плита, лист и полоса	Тип 630	Оценка XM-12
АСМЭ SA-693	Нажимная пластина/лист	Тип 630	XM-12
АСТМ А705	Поковки	Оценка 630	Оценка XM-12
АМС 5658/5659	Аэрокосмический стержень и поковки	АМС 5643	AMS 5659 (пруток/поковки)
АМС 5862	Аэрокосмический лист/пластина	АМС 5604	АМС 5862
БМС 7-240	Спецификация Боинга	-	Да
ЭН 10088-3	Европейский бар	1.4542	1,4545 (Х5CrNiCuNb15-5)

 

О компании Zhengzhou Huitong Pipeline Equipment Co., LTD.

HT PIPE – известный поставщик и экспортер. Мы являемся поставщиком материалов из сплавов нержавеющей стали, углерода и никеля с опытом экспорта 15+. Мы поставляем не только трубы, пластины, круглые прутки, но и фитинги для труб, фланцы и т. д. Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации и цен бесплатно.

 

✅ ИСО 9001:2015

✅ МТС 10204 3.1 3.2

✅100% PMI (положительная идентификация материала)

✅Ультразвуковой контроль (согласно ASME VIII)

✅Сторонняя проверка (SGS/BV/DNV/LR)

✅NACE MR0175/ISO 15156

 

Сертификаты

 

 

Что сильнее, 17-4PH или 15-5PH?

Ни то, ни другое – они фактически связаны. H900 достигает предела прочности при растяжении более или равного 1310 МПа / предела текучести более или равного 1170 МПа в обоих случаях; H1025 достигает давления выше или равного 1070/больше или равно 1000 МПа. Выбирайте 15-5PH ради постоянства, а не силы.

 

Почему 15-5PH дороже, чем 17-4PH?

Более строгий химический состав (низкий уровень феррита), плавление VIM+ESR или VIM+VAR, а также меньший объем производства. Ожидайте примерно на 15–40% больше на кг плюс 30–50% для материала VAR аэрокосмического класса.

 

Могу ли я заменить 17-4PH на 15-5PH?

Как правило,. 15-5поперечная прочность PH не является причиной его указания; 17-4 теряет его в толстых сечениях и при многоосной нагрузке. Для замены требуется инженерное одобрение.

 

Могу ли я заменить 15-5PH на 17-4PH?

Обычно да. Вы получаете прочность, однородность и возможность контроля магнитными частицами за более высокую цену. Убедитесь, что спецификация это позволяет.

 

Какой из них имеет лучшую поперечную жесткость?

15-5PH, решительно. Поперечное Шарпи в H1025 имеет скорость 30–45 фут-фунтов против 15–25 фут-фунтов для 17-4 - примерно в два раза.

 

Что легче сваривать?

15-5Ф.Х. Его безферритовая структура снижает риск холодного растрескивания в ЗТВ. В обоих случаях используется наполнитель ER630 и метод сварки «Состояние А на момент выдержки»; держите интервал меньше или равный 150 градусам.

 

Что лучше для аэрокосмической отрасли?

15-5Ф.Х. Он несет на себе самолеты AMS 5659 и Boeing BMS 7-240, а его поперечные характеристики подходят для конструктивных элементов планера и компонентов шасси.

 

Обладают ли 17-4PH и 15-5PH одинаковой коррозионной стойкостью?

По сути да, оба с уровнем pH около 304. 15-5немного более стабильны из-за своей однородной структуры, но ни один из них не терпит постоянного присутствия морской воды или сильных кислот.

 

Можно ли использовать любой сорт в морской воде?

Не для постоянного погружения. Оба уязвимы к хлоридному SCC и точечной коррозии; используйте дуплекс 2205, 2507 или 904L для подводного обслуживания.

 

Какова максимальная рабочая температура?

Около 316 градусов (600 градусов F) непрерывно для обоих. Выше этого выделения меди укрупняются и прочность падает – переходите к никелевому сплаву или жаропрочной стали.

 

Какие оценки и стандарты применяются?

17-4PH: UNS S17400, ASTM A564 тип 630, A693, A705, AMS 5643, EN 1.4542. 15-5PH: UNS S15500, ASTM A564 тип 629 (XM-12), A693, A705, AMS 5659, BMS 7-240, EN 1.4545.

 

Какие машины легче?

Оба хорошо режутся в состоянии А; 15-5PH немного проще с более чистыми чипами. Машина в состоянии А, значит возраст – стандартная практика для обоих.

 

Какое условие указать?

H1025 для большинства применений (баланс прочности + ударной вязкости); H1150, где доминируют устойчивость к SCC и прочность; H900 только тогда, когда истинным фактором является максимальная прочность или твердость.

 

Сколько будет стоить 15-5PH за кг в 2026 году?

Ориентировочно $3,5–8,5/кг для круглого прутка состояния А и $3,5–8,0/кг для плиты, FOB-Китай без НДС - до выдержки (+5–15%), плавки VAR (+30–50%) и надбавки за испытания.

 

Сколько весит пруток 15-5ПХ 100 мм?

Около 61,25 кг на метр, то есть кусок длиной 3 м стоит ~ 183,8 кг — примерно 1010–1560 долларов США при цене 5,5–8,5 долларов США за кг без учета термообработки и сертификации.

 

Что лучше для криогенной службы?

15-5Ф.Х. Его более прочная структура, не содержащая ферритов, лучше работает при низких температурах; 17-4PH обычно ограничивается значением H1150 примерно до -80 градусов.

 

Является ли 15-5PH магнитным?

Да, как 17-4PH, но более равномерно, поэтому он надежно проверяется с помощью магнитопорошкового контроля, в то время как 17-4 часто требует пенетранта.

 

Ссылки

ASTM A564/A564M – Стандартные спецификации для горячекатаного и холоднокатаного прутка (тип 630/тип 629)

Стандартные спецификации ASTM A693 - для дисперсионно-твердеющих и жаропрочных пластин, листов и полос из нержавеющей стали

Стандартные спецификации ASTM A705 - для поковок из мартенситной нержавеющей стали

ASME SA-564/SA-693 – эквиваленты норм для котлов и сосудов под давлением

AMS 5658 / AMS 5659 - Спецификация материалов для аэрокосмической промышленности, прутки и поковки

AMS 5862 - Спецификация материалов для аэрокосмической отрасли, лист и пластина

Спецификация материалов BMS 7-240 - Boeing (15-5PH)

EN 10088-3 - Нержавеющие стали, часть 3 (1.4545)

NACE MR0175 / ISO 15156 - Сульфидное растрескивание под напряжением (менее или равно 33 HRC для обеих марок)