Pipa Baja Tahan Karat 15-5PH

Pipa Baja Tahan Karat 15-5PHadalah baja tahan karat pengerasan presipitasi yang ditentukan oleh para insinyur ketika suatu komponen harus memikul beban 1.000 MPa plus dan masih bertahan dari benturan, getaran, dan media proses yang mengandung klorida. Paduannya, UNS S15500, merupakan turunan langsung dari 17-4PH - desain kromium-nikel-tembaga yang sama, perlakuan panas penuaan satu langkah yang sama, matriks martensitik yang sama - namun direkayasa untuk menutup satu kelemahan dari kelas yang lebih tua: ketangguhan melalui ketebalan.

Perbedaan 15-5PH dengan 17-4PH

Hubungan kekeluargaan penting karena sebagian besar pembeli tiba pada 15-5PH hingga 17-4PH. Kedua paduan tersebut bersifat martensit dalam kondisi anil dan diperkuat oleh penuaan yang menghasilkan fase kaya tembaga; keduanya dilindungi oleh spesifikasi batang ASTM A564 yang sama dan berperilaku sama di bengkel.

 

Perbedaannya adalah kontrol metalurgi: 15-5PH dibuat dengan keseimbangan ketat antara elemen pembentuk ferit dan austenit sehingga delta ferit pada dasarnya dihilangkan, dan lelehan biasanya dimurnikan dengan peleburan kembali terak elektro (ESR) untuk mengontrol ukuran dan bentuk inklusi.

 

Hasilnya adalah ketangguhan yang jauh lebih baik pada arah melintang pendek - arah yang penting pada bagian tebal, bagian bertekanan, dan pengencang dengan beban berat - dan sifat yang lebih seragam pada penampang melintang.

 

Untuk pipa dan tabung yang menjalankan tugas hidrolik atau instrumentasi bertekanan tinggi, cadangan ketangguhan tersebut adalah alasan untuk membayar premi di atas 17-4PH.

 

Komposisi kimia sesuai ASTM A564 / AMS 5659

Batasan komposisi di bawah mengikuti ASTM A564 untuk batangan, kawat dan bentuk UNS S15500, dan AMS 5659 untuk batangan, tempa, pipa dan cincin. Besi adalah elemen keseimbangan.

 

Elemen	Batas komposisi, %
C	0.07 max
M N	1.00 max
P	0.040 max
S	0.030 max
Ya	1.00 max
Kr	14.00 - 15.50
Tidak	3.50 - 5.50
Cu	2.50 - 4.50
Nb + Ta	0.15 - 0.45
Fe	Keseimbangan

 

Tiga baris membawa kisah teknik. Baris kromium pada 14,00-15,50% memberikan ketahanan korosi paduan yang sebanding dengan Tipe 304 di sebagian besar media, yang jauh di atas nilai seri 400 yang dapat dikeraskan.

 

Barisan tembaga pada 2,50-4,50% adalah pembentuk presipitasi: perlakuan panas penuaan mengendapkan fase kaya tembaga dalam matriks martensit, dan endapan inilah yang meningkatkan hasil dari sekitar 760 MPa dalam kondisi anil menjadi lebih dari 1,170 MPa pada H900.

 

Baris columbium pada 0,15-0,45% adalah penstabil: niobium bergabung dengan karbon sehingga paduannya tahan terhadap sensitisasi dalam rentang penuaan dan mempertahankan ketangguhan setelah pengelasan. Nikel pada 3,50-5,50% inilah yang menekan delta ferit dan memberikan paduan keunggulan ketangguhan ketebalan tembus dibandingkan 17-4PH.

 

Matriks perlakuan panas: satu paduan, enam set properti

15-5PH dikirimkan dalam kondisi anil - larutan diberi perlakuan panas pada suhu sekitar 1038-1066 derajat dan didinginkan - dan sifat mekanik kemudian diatur dengan satu langkah penuaan. Kode perlakuan panas pada spesifikasi memberi tahu pabrikator siklus penuaan mana yang harus dijalankan, dan setiap kode merupakan pertukaran yang disengaja antara kekuatan dan ketangguhan.

 

Kondisi	Siklus penuaan	rendemen 0,2%, MPa (ksi) min	Tarik, MPa (ksi) min	Kekerasan, HRC
Kondisi A	Sebagai solusi anil	760 (110) ketik.	1030 (150) ketik.	33 ketik.
H900	482 derajat, 1 jam, udara sejuk	1170 (170)	1310 (190)	40 - 47
H925	496 derajat, 4 jam, udara sejuk	1070 (155)	1170 (170)	38 - 45
H1025	552 derajat, 4 jam, udara sejuk	1000 (145)	1070 (155)	35 - 42
H1075	579 derajat, 4 jam, udara sejuk	860 (125)	1000 (145)	33 - 39
H1100	593 derajat, 4 jam, udara sejuk	790 (115)	965 (140)	32 - 38
H1150	621 derajat, 4 jam, udara sejuk	725 (105)	930 (135)	28 - 37

 

Urutan pembacaan tabel adalah keputusan pembelian. H900 memberikan kekuatan maksimum, tarik sedikit di atas 1.300 MPa, dan merupakan pilihan untuk tugas struktural dan poros di mana beban mendominasi.

 

H1025 adalah kondisi seimbang: hasil lebih dari 1.000 MPa dengan keuletan yang baik, dan spesifikasi paling umum untuk bagian tekanan dan teknik umum. H1150 adalah kondisi kelebihan umur, dipilih ketika komponen dijalankan dalam layanan klorida di mana martensit dengan kekuatan puncak rentan terhadap retak korosi akibat tegangan - aturannya adalah menua pada suhu tertinggi yang masih memenuhi persyaratan kekuatan.

 

Kondisi A yang dianil tidak boleh digunakan: martensit yang tidak ditempa keras, rapuh, dan sensitif terhadap perengkahan hidrogen dan klorida sampai menerima perlakuan penuaan.

 

Sifat fisik

15-5PH sangat feromagnetik di segala kondisi, yang membedakannya dari tingkat austenitik dan penting untuk instrumen dan solenoid katup. Kepadatan berkisar dari 7,75 g/cm³ dalam kondisi anil menjadi sekitar 7,86 g/cm³ dalam kondisi berlebih, dan modulus elastisitasnya kira-kira 196 GPa (28,5 x 10⁶ psi) dalam semua kondisi perlakuan panas.

 

Milik	Nilai
Kepadatan	7.75 - 7.86 g/cm³ (sesuai kondisi)
Modulus elastisitas	IPK 196 (kurang-lebih)
Permeabilitas magnetik	Sangat feromagnetik, semua kondisi
Kisaran leleh	1400 - 1440 derajat (kira-kira)
Resistivitas listrik	77 - 98 mikrohm-cm (sesuai kondisi)

 

Ukuran pipa dan bentuk pengiriman

15-5PH adalah kelas martensit khusus, dan bentuk pipa serta tabungnya dipasok sesuai spesifikasi tempa, biasanya dengan sifat mekanik ASTM A564 dan disiplin dimensi proses menggambar tabung. Amplop berikut ini standar:

 

Parameter	Jangkauan
Diameter luar	6,0 mm hingga 168,3 mm (NPS lebih kecil berdasarkan permintaan)
Ketebalan dinding	0,5 mm hingga 12,7 mm; tembok yang lebih berat berdasarkan penyelidikan
Panjang	Tetap 3 m / 6 m / 12 m, atau dipotong memanjang
Kondisi pengiriman	Kondisi A (larutan anil), siap untuk penuaan
Permukaan	Tanah tanpa bagian tengah, digambar, atau diasamkan dengan aplikasi
Kelurusan	Toleransi yang ketat untuk penggunaan hidrolik dan poros

 

Karena perlakuan panas penuaan hampir selalu dilakukan setelah pemesinan dan pengelasan, penyelidikan harus menyatakan apakah pipa diperlukan dalam Kondisi A untuk penuaan internal, atau dilakukan penuaan awal hingga kondisi H tertentu. Dalam rantai pasokan dirgantara dan pertahanan, 15-5PH sering kali dibeli dalam Kondisi A dan disimpan oleh produsen komponen, sehingga pemesinan tetap dilakukan dalam kondisi lunak dan properti akhir ditetapkan di akhir lini.

 

Aplikasi yang umum

Kombinasi beban dan ketangguhan 15-5PH ditentukan pada tugas-tugas berikut:

 

Aplikasi	Mengapa 15-5PH digunakan
Aktuator ruang angkasa, perlengkapannya, dan komponen roda pendaratan	Kekuatan tinggi dengan ketangguhan patah yang tinggi
Poros pompa dan impeler	Kekuatan kelelahan pada kisaran H900-H1025
Batang katup, dudukan, dan trim pada minyak dan gas	Kekuatan ditambah ketahanan klorida sedang
Pengencang dan kopling nuklir dan kelautan	Ketangguhan dan kemampuan pemeriksaan melalui ketebalan
Pipa hidrolik bertekanan tinggi	Hasil lebih dari 1.000 MPa di dinding tipis
Bagian mesin kertas dan kimia	Ketahanan aus dengan ketahanan korosi kelas 304

 

Pengelasan dan fabrikasi

Pengelasan 15-5PH dengan metode gas inert konvensional yang digunakan untuk kelas tahan karat, biasanya tidak memerlukan pemanasan awal. Kedua pilihan filler tersebut menghasilkan dua sambungan yang berbeda. Dengan pengisi yang cocok dari keluarga 15-5PH, lasan merespons perlakuan penuaan pasca-las dan mengembangkan sifat yang sebanding dengan logam induk; ini adalah rute untuk sambungan penahan beban.

 

Dengan bahan pengisi austenitik yang tidak cocok seperti 308L, las menjadi ulet dan tidak mengalami pengerasan presipitasi, yang merupakan jalur ketika kekuatan las adalah yang kedua. Untuk pengelasan multi-pass, anil larutan sebelum perlakuan penuaan akhir akan menyamakan efek siklus termal pada wilayah las dan menghasilkan sifat yang paling seragam. Setelah pengelasan, praktik standarnya adalah menjalankan siklus penuaan yang dipilih - paling sering H1025 atau H1150 - dan memverifikasi kekerasan pada komponen akhir.

 

Apa yang harus ditentukan pada pesanan

Kesalahan spesifikasi pada pesanan 15-5PH biasanya berkaitan dengan kondisi, dan oleh karena itu penyelidikan harus menyatakan hal berikut:

 

• Kelas dan standar: "UNS S15500, per ASTM A564" atau "per AMS 5659" untuk batangan dan pipa
• Kondisi: Kondisi A (larutan anil) untuk penuaan internal, atau kondisi H akhir
• Kode perlakuan panas di mana berumur: H900 / H925 / H1025 / H1075 / H1100 / H1150
• Dimensi: OD x dinding dalam milimeter, panjang, dan permukaan akhir
• Sertifikat: EN 10204 3.1 dengan kimia panas, hasil tarik anil, dan kekerasan; sebutkan kode penuaan di PO

 

15-5PH ditentukan ketika desain memerlukan kekuatan paduan yang diperkeras dan cadangan ketangguhan yang tidak dapat dijamin oleh 17-4PH dalam arah melintang pendek. Keputusan pembelian adalah keputusan kondisi: sebutkan standarnya, sebutkan kode penuaannya, dan pipa yang dikirim akan memikul beban dan bertahan dari dampak yang diasumsikan dalam gambar.

 

 

 

Tag populer: Pipa 15-5PH, UNS S15500, baja tahan karat 15-5PH, ASTM A564, AMS 5659, baja tahan karat pengerasan presipitasi, pipa mulus 15-5PH, XM-12