Propiedades de la lámina de acero inoxidable 17-4ph

Acero inoxidable 17-4PH(UNS S17400, también conocido como AISI Tipo 630 o EN 1.4542) es un acero inoxidable martensítico de endurecimiento por precipitación-. El nombre "17-4PH" proviene de su composición: aproximadamente 17% de cromo y 4% de níquel, donde "PH" significa endurecimiento por precipitación.

17-4ph Stainless Steel Sheet Properties

Este artículo proporciona una guía completa de las propiedades de las láminas de acero inoxidable 17-4PH, que abarca todo, desde la composición química hasta el comportamiento mecánico, las características físicas, el tratamiento térmico y las aplicaciones.

La siguiente tabla muestra los límites estándar según las especificaciones ASTM A693 y AMS 5604.

Elemento	Peso %	Papel en la aleación
Cromo (Cr)	15.0 – 17.5	Proporciona resistencia a la corrosión y protección contra la oxidación.
Níquel (Ni)	3.0 – 5.0	Estabiliza la estructura martensítica, mejora la tenacidad.
Cobre (Cu)	3.0 – 5.0	El elemento fortalecedor clave-forma partículas finas durante el envejecimiento.
Niobio (Nb) + Tantalio (Ta)	0.15 – 0.45	Forma carburos que controlan el crecimiento del grano y mejoran la resistencia.
Carbono (C)	Menor o igual a 0,07	Contribuye a la dureza, pero se mantiene bajo para mantener la soldabilidad.
Manganeso (Mn)	Menor o igual a 1,00	Ayuda en la desoxidación durante la fabricación de acero.
Silicio (Si)	Menor o igual a 1,00	Mejora la resistencia a la oxidación a altas temperaturas.
Fósforo (P)	Menor o igual a 0,04	Impureza, mantenida al mínimo
Azufre (S)	Menor o igual a 0,03	Impureza, mantenida al mínimo
Hierro (Fe)	Saldo (%) restante	El metal base que mantiene todo unido.

Fuente de datos: especificaciones ASTM A693 / AMS 5604.

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	7,75 – 8,03 g/cm³	Ligeramente más pesado que el acero al carbono (7,85 g/cm³)
Punto de fusión	~1440 grados (2624 grados F)	Típico de aceros inoxidables martensíticos
Módulo elástico (módulo de Young)	196 – 200 GPa	Mide la rigidez-cuánto resiste el acero a la flexión
Relación de Poisson	0.27 – 0.30	Describe cómo el material se contrae lateralmente cuando se estira.
Conductividad térmica	15.3 – 17.9 W/m·K	Capacidad moderada de transferencia de calor.
Resistividad eléctrica	0.77 – 0.80 µΩ·m	Bastante conductor para un acero inoxidable.
Capacidad calorífica específica	~460 J/kg·K	La cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura del acero.

Fuente de datos: múltiples especificaciones de proveedores

Propiedades magnéticas: el acero inoxidable 17-4PH es magnético en todas las condiciones. En la condición de recocido en solución, puede que sea sólo débilmente magnético, pero después del envejecimiento, se vuelve fuertemente magnético debido a su estructura cristalina martensítica.

Temperatura máxima de servicio: 17-4PH conserva sus excelentes propiedades mecánicas hasta aproximadamente 316 grados. Por encima de esta temperatura, el material comienza a perder resistencia y la exposición prolongada puede provocar un envejecimiento excesivo, lo que reduce la dureza.

Las propiedades mecánicas describen cómo responde el material a las fuerzas-tensión (tracción), compresión (empuje), flexión e impacto.

17-4ph Stainless Steel Sheet Mechanical Properties

Las condiciones del tratamiento térmico

El 17-4PH generalmente se suministra en la Condición A (recocido en solución), que es suave y trabajable. Luego, el cliente realiza un tratamiento de envejecimiento para alcanzar el nivel de fuerza deseado. Cada condición de envejecimiento tiene una designación estándar: H900, H925, H1025, H1075, H1100 o H1150. El número se refiere a la temperatura de envejecimiento en grados Fahrenheit.

Condición de envejecimiento	Temperatura de envejecimiento	Lo que ofrece
H900	482 grados (900 grados F)	Máxima resistencia y dureza
H925	496 grados (925 grados F)	Muy alta resistencia con dureza ligeramente mejorada.
H1025	552 grados (1025 grados F)	Fuerza y dureza equilibradas
H1075	580 grados (1075 grados F)	Fuerza moderada, mejor tenacidad.
H1100	593 grados (1100 grados F)	Menor resistencia, mayor ductilidad
H1150	621 grados (1150 grados F)	Máxima tenacidad y ductilidad

Fuente de datos: Especificaciones de tratamiento térmico.

La siguiente tabla muestra las propiedades mecánicas de láminas y placas 17-4PH (espesor inferior a aproximadamente 4,75 mm o 0,1874 pulgadas) según las especificaciones AMS 5604.

Condición	Resistencia máxima a la tracción (ksi / MPa)	0,2% límite elástico (ksi/MPa)	Alargamiento (%)	Dureza (HRC)
Cond A (recocido)	-	-	-	38 máximo
H900	190 / 1310	170 / 1170	5	40 – 47
H925	170 / 1170	155 / 1070	5	38 – 45
H1025	155 / 1070	145 / 1000	5	35 – 42
H1075	145 / 1000	125 / 860	5	33 – 39
H1100	140 / 965	115 / 795	5	32 – 38
H1150	135 / 930	105 / 725	8	28 – 37

Fuente de datos: especificación de hoja/placa AMS 5604

La resistencia a la tracción es la fuerza máxima de tracción que el material puede soportar antes de romperse. En H900, la lámina 17-4PH puede soportar 190 000 libras por pulgada cuadrada (1310 MPa), aproximadamente tres veces más resistente que el acero inoxidable 304 estándar.

El límite elástico es la fuerza a la que el material comienza a deformarse permanentemente. En la condición H900, la lámina 17-4PH tiene un límite elástico de 170 ksi (1170 MPa).

El alargamiento mide cuánto puede estirarse el material antes de romperse. En H1150, el alargamiento alcanza el 8 %, ofreciendo mayor ductilidad que el 5 % observado en H900. Para barras y piezas forjadas más gruesas (AMS 5643), los valores de alargamiento son mayores-hasta un 16 % en H1150.

Propiedad	17-4PH (H900)	Acero inoxidable 304	Acero inoxidable 316L
Resistencia a la tracción (MPa)	~1310	~585	~485
Límite elástico (MPa)	~1170	~205	~170
Alargamiento (%)	5 – 10	~40	~50
Dureza (HRC)	40 – 47	~80 HRB (≈15 HRC)	~79 HRB (≈14 HRC)
Magnetismo	Magnético	No-magnético	No-magnético

Fuente de datos: comparación de industrias

El acero inoxidable 17-4PH ofrece una buena resistencia a la corrosión comparable al acero inoxidable tipo 304 en la mayoría de los entornos.

El contenido de cromo del 17% de la aleación forma una capa delgada e invisible de óxido en la superficie que protege el metal que se encuentra debajo del óxido y el ataque químico.

17-4ph Stainless Steel Sheet Corrosion Resistance

Donde 17-4PH funciona bien:

Exposición atmosférica (lluvia, humedad, aire industrial)

Diluir ácidos y sales a temperaturas moderadas.

Agua dulce y soluciones químicas suaves.

Entornos de procesamiento de alimentos

Limitaciones:

El 17-4PH es menos resistente a los cloruros (como el agua de mar y las sales descongelantes) que el acero inoxidable 316, que contiene molibdeno. En ambientes con alto contenido de cloruro, pueden ocurrir corrosión por picaduras y grietas.

Para condiciones corrosivas severas-como ácidos concentrados calientes o servicio de agua de mar-un material-de grado superior, como 316L, dúplex 2205 o súper austenítico 254 SMO, puede ser más apropiado.

Nota: La resistencia a la corrosión es mejor en condiciones de solución-recocida o de menor-temperatura envejecida (H1150). El envejecimiento excesivo o el tratamiento térmico inadecuado pueden reducir el rendimiento frente a la corrosión.

El tratamiento térmico es la clave para desbloquear todo el potencial de 17-4PH. El proceso tiene dos pasos principales:

Paso 1: Tratamiento de solución (recocido)

Caliente el material a 1025 – 1050 grados (1877 – 1922 grados F).

Mantener durante aproximadamente 0,5 a 1 hora.

Enfriar (apagar) rápidamente en aire o aceite a temperatura ambiente.

Resultado: Condición Un material - blando y trabajable con una dureza máxima de 38 HRC.

Paso 2: Envejecimiento (endurecimiento por precipitación)

Calienta el material-tratado con solución a una temperatura de envejecimiento específica (entre 482 grados y 621 grados/900 grados F y 1150 grados F).

Mantener de 1 a 4 horas, dependiendo de las propiedades deseadas.

Enfriar al aire a temperatura ambiente.

La condición envejecida elegida (H900 a H1150) con propiedades mecánicas adaptadas.

17-4ph Stainless Steel Sheet Fabrication and Workability

Conformado: En la Condición A, 17-4PH tiene una conformabilidad razonable, pero las operaciones de conformado deben limitarse a una flexión suave. Para formas complejas, el recocido en solución antes del trabajo en frío mejora la conformabilidad. También es posible el conformado en caliente.

Mecanizado: 17-4PH tiene un índice de maquinabilidad de aproximadamente el 45 % en comparación con el acero de mecanizado libre (clasificado al 100 %). En estado envejecido, el material es más duro y más difícil de mecanizar. Para obtener mejores resultados, mecanice en la Condición A y luego envejezca hasta alcanzar la dureza final.

Soldadura: 17-4PH se puede soldar mediante procesos estándar como TIG, MIG y SMAW. Sin embargo, el calor de la soldadura puede ablandar el material localmente.

Se recomienda el tratamiento térmico posterior-a la soldadura para restaurar la resistencia en la zona de soldadura. Utilice metales de aportación coincidentes (como 17-4PH o grado 630) para obtener mejores resultados.

Rectificado y acabado: debido a su alta dureza en condiciones de envejecimiento, el rectificado requiere una selección adecuada de muelas y refrigerante para evitar el sobrecalentamiento y daños a la superficie.

Las láminas y placas de acero inoxidable 17-4PH se fabrican de acuerdo con varios estándares industriales. Al comprar, solicite siempre un Certificado de prueba de fábrica (MTC) que confirme el cumplimiento de la especificación.

Especificación	Descripción	Formularios aplicables
ASTM A693 / A693M	Especificación estándar para placas, láminas y tiras de acero inoxidable endurecidas por precipitación-	Hoja, placa, bobina
AM 5604	Especificación de materiales aeroespaciales para láminas, bobinas y placas 17-4PH	Hoja, bobina, placa
AM 5643	Especificación de materiales aeroespaciales para barras y piezas forjadas 17-4PH	Barra, forjas
ASTM A564	Especificación estándar para barras 17-4PH laminadas en caliente y-acabadas en frío	Formas de barra
UNS S17400	Designación del sistema de numeración unificado	Todas las formas
EN 1.4542	Designación de estándar europeo	Todas las formas
JIS SUS630	Estándar industrial japonés	Todas las formas
DIN X5CrNiCuNb16-4	Designación estándar alemana	Todas las formas

Fuente de datos: múltiples especificaciones

Formularios comunes disponibles:

Hoja: laminada en frío-, espesor de 0,3 mm a 6 mm

Placa: laminada-en caliente, espesor de 6 mm a 100 mm o más

Bobina: Bobinas cortadas con precisión o borde laminado, ancho hasta 1500 mm

Aeroespacial: palas de turbinas, componentes de compresores, piezas de trenes de aterrizaje y soportes estructurales donde la alta resistencia y el peso moderado son fundamentales.

Procesamiento químico y petroquímico: ejes de bombas, vástagos de válvulas y componentes de recipientes a presión que deben soportar medios corrosivos y altas cargas mecánicas.

Procesamiento de alimentos: Piezas de equipos que requieren resistencia a la corrosión y capacidad para soportar ciclos repetidos de limpieza y desinfección.

Petróleo y gas: herramientas de fondo de pozo, componentes de boca de pozo y equipos submarinos donde se requiere alta resistencia y resistencia a los gases ácidos. El grado mantiene sus propiedades hasta 316 grados (600 grados F), lo que lo hace adecuado para muchas aplicaciones en yacimientos petrolíferos.

Ingeniería marina: ejes de hélice, componentes de bombas y sujetadores-aunque, para la exposición continua al agua de mar, considere grados de molibdeno-más altos.

Generación de energía: Componentes de turbinas y generadores que operan a temperaturas moderadas y requieren alta confiabilidad.

Trabajo de metales en general: engranajes, ejes, sujetadores, casquillos y placas de desgaste donde se necesita alta dureza y resistencia.

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