8 métodos para tratar térmicamente acero inoxidable 17-4 PH

El acero inoxidable de grado 17-4 PH es un material metálico que posee varias características que lo convierten en la opción preferida en aplicaciones de alta temperatura. Las principales propiedades que hacen famosa a esta aleación incluyen una conformabilidad, soldabilidad y resistencia a la corrosión excepcionales. Además, este material tiene tendencia a modificar sus propiedades mediante diferentes procesos de tratamiento térmico. Este artículo se centra en ocho métodos diferentes para tratar térmicamente el acero inoxidable 17-4 PH que son responsables de modificar sus propiedades de acuerdo con las necesidades y requisitos de su aplicación.

Entendiendo el acero inoxidable 17-4 PH

Comprender las características del material es crucial antes de familiarizarse con el proceso de tratamiento térmico de ese material. Estos se analizan a continuación uno por uno:

Figura 1: 17-4 grado SS

Mecanismo de endurecimiento por precipitación

El propósito de este proceso es aumentar las propiedades mecánicas del 17-4 PH SS, especialmente la resistencia y la dureza. Para conseguirlo, el material pasa por dos grandes pasos:

Tratamiento térmico de solución: La aleación se calienta a unos 1025 °C con un tiempo de mantenimiento de una hora, seguido de un enfriamiento rápido con agua o aire, lo que garantiza una distribución homogénea y uniforme de los elementos dentro del material.

Envejecimiento: Este proceso incluye el recalentamiento de la aleación entre 480 y 620 °C con un período de mantenimiento específico, lo que conduce a la formación de precipitados ricos en cobre que dificultan las dislocaciones, con el fin de mejorar las propiedades mecánicas del material.

Composición química

Tabla 1: Composición química 17-4 SS

¿Es magnético el acero inoxidable 17-7 PH?

El acero inoxidable 17-7 PH es de naturaleza magnética. Esta cierta propiedad se logra cuando este material se somete a un proceso de tratamiento térmico que ayuda en la formación de una estructura martensítica. Con el tiempo, estará disponible para aplicaciones que exigen propiedades magnéticas.

Densidad

La densidad aproximada del 17-4 PH SS es de 7.75 g/cm³, por lo que está disponible para aplicaciones que requieren durabilidad y alta resistencia.

Dureza 17-4 PH

Depende estrictamente del tratamiento térmico especificado al que se somete el material. Sin embargo, tiene un valor de dureza que se sitúa entre 28 y 44 HRC.

Fuerza de rendimiento

La aleación tiene un límite elástico de 1030 MPa cuando se trata con solución. Además, hay un cambio abrupto cuando sufre endurecimiento por precipitación.

17 Propiedades mecánicas del acero inoxidable 4 PH

A continuación se muestra la tabla que ilustra las propiedades mecánicas del 17-4 PH SS:

Tabla 2: Propiedades mecánicas del 17-4 PH SS

Maquinabilidad del acero inoxidable 17-4

La aleación tiene una buena capacidad de mecanizado cuando se trata con solución, pero generalmente disminuye cuando el material se endurece por precipitación. A pesar de eso, el rendimiento del mecanizado podría mantenerse utilizando técnicas de mecanizado avanzadas.

Equivalente a acero inoxidable 17-4 PH

La aleación tiene propiedades como dureza, resistencia y resistencia a la corrosión, lo que la convierte en una excelente opción para aplicaciones exigentes. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, el material equivalente para esta aleación se menciona a continuación:

• AMS 5643
• DIN 1.4542
• AISI 630
• EN 1.4542 / X5CrNiCuNb16-4
• ASTM A564
• JIS SUS630

17-4 Tabla de tratamiento térmico

Tabla 3: Tabla de tratamiento térmico 17-4

Cómo tratar térmicamente acero inoxidable 17 4 Ph

Ventajas y desventajas del acero inoxidable 17-4 PH

A continuación se detallan los principales pros y contras del acero inoxidable 17-4 PH:

Condición A (recocido): la base para un tratamiento térmico adicional

Propósito del recocido

Es el primer paso para el componente material para procesos y tratamientos térmicos. Este paso es de gran importancia para eliminar las tensiones internas, lo que da como resultado una aleación blanda para un fácil mecanizado y manipulación. Proporciona una microestructura de grano fino que homogeneiza las propiedades del material, lo que conduce a un mecanizado preciso y un conformado con gran exactitud.

Los pasos del proceso

Los siguientes pasos están involucrados en el recocido:

1. El calentamiento de la aleación se realiza a una temperatura elevada que normalmente se sitúa entre 1040 y 1065°C. Este paso asegura disolver los elementos de aleación en una solución sólida que conduce a una microestructura homogeneizada.
2. El material se remoja aún más durante 30 a 60 minutos para una distribución uniforme de los elementos.
3. El tercer y último paso es el enfriamiento lento del componente de aleación, ya sea dentro del horno o a temperatura ambiente.

Propiedades resultantes

Este proceso conduce a la mejora de varias propiedades, logrando una condición A característica del material:

• Ductilidad mejorada
• Maquinabilidad mejorada
• Menor resistencia y dureza
• Microestructura uniforme

Condición H900: Lograr la máxima resistencia y dureza

Propósito del tratamiento H900

En este proceso, el componente de aleación pasa por un tratamiento térmico H900 que permite que se formen precipitados ricos en cobre dentro de la microestructura que servirán para detener los movimientos de dislocación. Como resultado, el acero inoxidable 17-4 PH tiene propiedades mecánicas máximas en términos de resistencia y dureza, lo que lo hace disponible para aplicaciones que exigen altas propiedades de tracción y fluencia.

Los pasos del proceso

Los siguientes pasos están involucrados en el tratamiento con H900:

1. El calentamiento de la aleación se realiza a una temperatura elevada que suele ser de 482°C. Este paso asegura la formación de precipitados ricos en cobre sin comprometer la estructura de la aleación.
2. El material se empapa adicionalmente durante 4 horas. duración que conduce a una distribución uniforme de los precipitados.
3. El tercer y último paso es el enfriamiento por aire controlado para preservar estos precipitados del componente de aleación y estabilizar las propiedades.

Propiedades resultantes

Este tratamiento aparentemente aumenta varias propiedades mecánicas del componente de aleación que se mencionan a continuación:

• Mayor resistencia a la tracción a 1450 MPa
• Límite elástico mejorado a 1400 MPa
• mayor dureza
• Ligera disminución de la ductilidad

Condición H1150: Equilibrio de fuerza y ​​dureza

Propósito del tratamiento H1150

El componente de aleación que se somete a este tratamiento constituye un equilibrio entre resistencia y tenacidad. El tratamiento térmico H1150 es aplicable para aplicaciones que exigen cualidades de refuerzo con una cantidad sustancial de resistencia al impacto. Por lo tanto, el material que está expuesto a este tratamiento especial puede presentar impactos y cargas cíclicas manteniendo su integridad mecánica.

Los pasos del proceso

Los siguientes pasos están involucrados en el tratamiento con H1150:

1. El calentamiento de la aleación se realiza a una temperatura elevada que suele ser de 621°C. Este paso asegura la formación de precipitados.
2. El material se empapa adicionalmente durante 4 horas. duración a esta temperatura, lo que conduce a una formación optimizada de precipitados.
3. El tercer y último paso es el enfriamiento por aire controlado (a temperatura ambiente) para estabilizar estos precipitados del componente de aleación y mantener las propiedades mecánicas.

Propiedades resultantes

Este tratamiento influye en varias propiedades mecánicas del componente de aleación que se mencionan a continuación:

Alta resistencia a la tracción (1210 MPa) un poco menor que el tratamiento H900

• Límite elástico mejorado (1070 MPa)
• Dureza mejorada
• Rendimiento equilibrado

Condición H1025: Optimización de la resistencia a la corrosión

Propósito del tratamiento H1025

Este tratamiento se realiza para mejorar la resistencia a la corrosión del 17-4 PH SS junto con otras propiedades de refuerzo. El componente de aleación que se somete al tratamiento H1025 garantiza la resistencia a entornos altamente corrosivos. Este proceso es de gran importancia, especialmente en aplicaciones marinas, químicas y otras aplicaciones aeroespaciales.

Los pasos del proceso

Los siguientes pasos están involucrados en el tratamiento con H1025:

1. El calentamiento de la aleación se realiza a una temperatura elevada que suele ser de 552°C. Este paso asegura la formación de precipitados ricos en cobre.
2. El material se empapa adicionalmente durante 4 horas. a 552°C, lo que conduce a una formación optimizada de precipitados.
3. El tercer y último paso es el enfriamiento por aire controlado (a temperatura ambiente) para estabilizar estos precipitados del componente de aleación y mantener las propiedades mecánicas.

Propiedades resultantes

Este tratamiento influye en las siguientes propiedades:

• Alta resistencia a la tracción y límite elástico
• Resistencia a la corrosión mejorada

Condición H1075: Mejora de la dureza y ductilidad

Propósito del tratamiento H1075

Este tratamiento térmico se utiliza para modificar la tenacidad y la ductilidad dentro de los componentes de acero inoxidable 17-4 PH. El proceso se introduce para personalizar la aplicación que exige alta resistencia al impacto y conformabilidad. Los componentes de aleación expuestos a este tratamiento son capaces de hacer frente a fuerzas dinámicas y deformaciones.

Los pasos del proceso

Los siguientes pasos están involucrados en el tratamiento con H1075:

1. El calentamiento de la aleación se realiza a una temperatura elevada que suele ser de 579°C. Este paso asegura una combinación de propiedades de dureza y fortalecimiento.
2. El material se mantiene durante 4 h. a 579°C, lo que conduce a una formación optimizada de precipitados.
3. El tercer y último paso es el enfriamiento controlado por aire (a temperatura ambiente) para estabilizar las propiedades respectivas.

Propiedades resultantes

Este tratamiento influye en las siguientes propiedades:

• Dureza aumentada
• Ductilidad mejorada
• Buena fuerza
• Balance de Propiedades

Condición H1100: lograr alta resistencia con dureza moderada

Propósito del tratamiento H1100

El proceso de tratamiento H1100 cumple su propósito al proporcionar propiedades de alto fortalecimiento con dureza moderada al componente de aleación de acero inoxidable 17-4 PH. Los materiales que pasan por este proceso están diseñados para soportar una capacidad de carga y deformación sustanciales. Esta condición es adecuada para aplicaciones que exigen un alto rendimiento mecánico y son menos propensas a condiciones de impacto severo.

Los pasos del proceso

Los siguientes pasos están involucrados en el tratamiento con H1075:

1. El calentamiento de la aleación se realiza a una temperatura elevada que suele ser de 593°C.
2. El material se mantiene durante 4 h. a 593°C para los cambios necesarios para adquirir las propiedades deseadas.
3. El tercer y último paso es el enfriamiento por aire controlado (a temperatura ambiente) para conservar las propiedades respectivas.

Propiedades resultantes

Este tratamiento influye en las siguientes propiedades:

• Alta resistencia a la tracción
• Límite elástico moderado
• Dureza decente
• Rendimiento versátil

Condición H1125 y H925: Maximización de la dureza y personalización de las propiedades

Propósito de los tratamientos H1125 y H925

• El objetivo de la publicidad de H1125 es mejorar la tenacidad hasta el nivel máximo para adaptar las fuerzas de impacto y las altas tensiones. En última instancia, esta propiedad resistirá el agrietamiento del componente del material en condiciones agresivas.
• H925El tratamiento proporciona propiedades equilibradas que incluyen dureza, resistencia y tenacidad. Los componentes que pasan por este tratamiento abren la puerta a una amplia gama de aplicaciones de ingeniería.

Los pasos del proceso

Propiedades resultantes

Este tratamiento influye en las siguientes propiedades:

H1125

• Dureza excepcional
• Ductilidad mejorada
• Solidez

H925

• Fuerza y ​​dureza equilibradas
• Dureza intermedia
• Versatilidad

¿Cuáles son los riesgos de un tratamiento térmico inadecuado del 17-4 PH?

El riesgo de un tratamiento térmico irregular e inadecuado del componente del material puede provocar cambios significativos en la microestructura con propiedades indeseables. Los riesgos potenciales se mencionan a continuación:

• Menor de edad
• Sobreenvejecimiento
• Distorsión
• Agrietamiento

¿Cuál es la mejor manera de prevenir la oxidación en acero inoxidable 17-4 PH?

Las siguientes son las mejores formas de evitar que esta aleación se oxide:

• Tratamiento térmico adecuado
• Protección de superficie
• Pasivación
• Control ambiental
• Inspección y mantenimiento periódicos
• Diseño y fabricación adecuados
• Utilice acero inoxidable de alta calidad

Elegir el tratamiento térmico adecuado: adaptar las propiedades a las aplicaciones

A continuación se muestra la tabla que le brinda un análisis detallado de las propiedades logradas mediante determinado tratamiento térmico. Al interpretar con precisión, puede elegir fácilmente qué tratamiento con 17-4 PH SS se considera mejor para su aplicación.

Tabla 4: Propiedades logradas bajo ciertos tratamientos térmicos

Preguntas Frecuentes

Acero inoxidable 17-7 PH frente a 304

17-7 PH se compone de 17% Cr, 7% Ni y ofrece buena corrosión y una notable vida útil a la fatiga. Por el contrario, el 304 con 18% Cr y 8% Ni ayuda a mejorar la ductilidad y las características de soldadura.

Acero inoxidable 17-7 PH frente a 316

El 17-7 PH compuesto por 17 % Cr, 7 % Ni ofrece buena corrosión y una notable vida útil a la fatiga, mientras que 316 con 16 % Cr, 10 % Ni y 2 % Mb es adecuado para ambientes ricos en cloruro.

Acero inoxidable 13-8 PH frente a 15-5 PH frente a 17-4 PH

• 13-8 PH con 13% Cr y 8% Ni proporcionan buena resistencia y tenacidad.
• 15-5 PH con 15 % Cr y 5 % Ni proporcionan una combinación de resistencia y dureza.
• 17-4 PH SS con 17% Cr y 4% Ni ofrecen solidez con buena resistencia a la corrosión.