استیل 15-5 PH

Steel 15-5 PH

 

استیل 15-5 PH یکی از جنس‌های استیل‌های ضدزنگ است که با خوردگی بسیار مقاوم است و از ویژگی‌های مکانیکی بسیار مطلوبی برخوردار است. این نوع استیل از روش رسوبی سخت شده و تقویت شده است و به طور گسترده در صنایع هوافضا، پزشکی و بسیاری از صنایع دیگر استفاده می‌شود. استیل 15-5 PH زمانی به کار می‌رود که نیاز به استحکام بالا و مقاومت مناسب در برابر خوردگی باشد. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که این جنس استیل در برخی از شرایط سخت و پرفشار مانند محیط‌های دریایی یا بخش‌هایی از تجهیزات پزشکی که با شرایط فیزیکی و شیمیایی دشواری مواجه هستند، بسیار مورد توجه قرار گیرد.

 

استیل 15-5 PH اولین بار در دهه ۱۹۶۰ میلادی توسط شرکت Armco Steel Corporation (اکنون AK Steel) توسعه یافت. این استیل از آلیاژهای فولادی نسبتاً جدیدی است که خصوصیات مکانیکی و مقاومت خوردگی بالایی دارد. استیل 15-5 PH ابتدا به عنوان یک جایگزین مناسب برای استیل‌های ضدزنگ کروم-نیکل معرفی شد و سپس به طور گسترده در صنایعی مانند صنایع هوافضا، پزشکی، خودروسازی، و صنایع دریایی استفاده شد. این استیل به دلیل ترکیبات خاص خود که شامل کربن، نیکل، فسفر، سولفور، کروم و مولیبدن است، از خصوصیات منحصر به فردی برخوردار است که از جمله آن‌ها می‌توان به مقاومت بالا در برابر خوردگی، استحکام مکانیکی مناسب و انعطاف‌پذیری بالا اشاره کرد.

 

فرایند تولید

فرایند تولید استیل 15-5 PH یا همان Precipitation Hardening Stainless Steel شامل چند مرحله اصلی است که به طور خلاصه می‌توان آنها را توضیح داد:

 

آماده‌سازی آلیاژ : در این مرحله، مواد اولیه مورد نیاز برای تولید استیل 15-5 PH که شامل آهن، کروم، نیکل و عناصر دیگر می‌شوند، در کوره‌های قوس الکتریکی یا کوره‌های قوس قوی (ایندوکشن) ذوب می‌شوند تا به ترکیب مطلوبی از آلیاژها برسند.

 

شکل‌دهی : پس از ذوب شدن مواد اولیه، آلیاژ به صورت مذاب به کمک فرایندهای شکل‌دهی از جمله ریخته‌گری، ترکیب و کشیدن یا نورد در قالب‌های مختلفی شکل می‌گیرد. این مرحله باعث شکل‌دهی قطعات بدون ایجاد نقص‌های جدی می‌شود.

 

انجام فرایند ریز‌ترکیب : پس از شکل‌دهی، قطعات به فرایند حرارتی زیر می‌روند که در آن توزیع عناصر آلیاژی در استیل تنظیم می‌شود. این مرحله شامل گرم‌کردن قطعات به دما و زمان مشخص و سپس خنک‌کردن کنترل شده است.

 

تشکیل ترکیبات فازی : در این مرحله، انجام فرایند انجماد فازی‌ها (precipitation) انجام می‌شود که منجر به افزایش سختی و استحکام استیل 15-5 PH می‌شود. این فرایند اغلب با گرم‌کردن قطعات به دماهای پایین‌تر و نگهداری طولانی‌تر در دماهای معین صورت می‌گیرد.

 

پس‌انجام فرایند : بعد از انجام فرایند تشکیل ترکیبات فازی، قطعات به طور معمول به دمای محیط برمی‌گردند تا خنک شوند و این فرایند پس‌انجام باعث تثبیت ترکیبات فازی شده و بهبود خواص مکانیکی و مقاومت خوردگی می‌شود.

 

این فرایند تولید، به عنوان یک روش پیچیده و دقیق، به منظور بهبود و استحکام‌بخشی به خواص استیل 15-5 PH انجام می‌شود و نیاز به تجهیزات و دانش فنی خاصی دارد.

 

 

خواص فیزیکی و مکانیکی استیل 15-5 PH به شرح زیر است :

 

خواص فیزیکی :

چگالی : حدود 19 گرم بر سانتیمتر مکعب.

اندازه منفذ : کمتر از 100 میکرومتر.

 

خواص مکانیکی :

استحکام کششی : حدود 1450 مگاپاسکال (با تلرانس 100 مگاپاسکال).

استحکام تسلیم (با 2 درصد آفست) : حدود 1300 مگاپاسکال (با تلرانس 100 مگاپاسکال).

مدول الاستیسیته : حدود 180 گیگاپاسکال (با تلرانس 20 گیگاپاسکال).

افزایش طول نسبی : در کمترین حالت حدود 12 درصد.

این ویژگی‌ها نشان دهنده استحکام بالا، مقاومت به خوردگی، و انعطاف‌پذیری مناسب استیل 15-5 PH در برابر شرایط مختلف استفاده و تلاش‌های مکانیکی متنوع می‌باشد.

 

ترکیبات شیمیایی

ترکیبات شیمیایی استیل 15-5 PH به شرح زیر است :

 

نیکل : بین 3.50 تا 5.50 درصد (حداقل 3.50 درصد و حداکثر 5.50 درصد)

کروم : بین 14.00 تا 15.50 درصد (حداقل 14.00 درصد و حداکثر 15.50 درصد)

مولیبدن : حداکثر 0.50 درصد

آهن : به اندازه متعادل

کربن : حداکثر 0.70 درصد

مس : بین 2.50 تا 4.50 درصد (حداقل 2.50 درصد و حداکثر 4.50 درصد)

منگنز : حداکثر 1.00 درصد

فسفر : حداکثر 0.025 درصد

گوگرد : حداکثر 0.01 درصد

سیلیسیم : حداکثر 1.00 درصد

نیتروژن : حداکثر 0.10 درصد

این ترکیبات شیمیایی، همراه با فرایندهای حرارتی و مکانیکی مخصوص، به استیل 15-5 PH خصوصیات منحصر به فردی از جمله استحکام بالا و مقاومت خوب در برابر خوردگی می‌بخشند.

 

ویژگی‌های استیل 15-5 PH

ویژگی‌های استیل 15-5 PH شامل خواص فیزیکی، مکانیکی، و شیمیایی است که آن را از دیگر استیل‌ها متمایز می‌کند :

 

مقاومت به خوردگی :

استیل 15-5 PH به دلیل حضور عناصر آلیاژی مانند نیکل و کروم، مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی دارد، به خصوص در مقابل خوردگی ترکیبی و خوردگی تنشی.

 

مقاومت مکانیکی بالا :

این استیل دارای استحکام کششی و تسلیم بسیار بالاست که آن را مناسب برای کاربردهایی با تنش‌های مکانیکی زیاد می‌کند.

 

پایداری در دماهای بالا :

استیل 15-5 PH مقاومت مناسبی در برابر افزایش دما دارد، که آن را مناسب برای کاربردهایی در دماهای بالا، مانند صنایع هوافضا، می‌سازد.

 

قابلیت تشکیل و شکل‌پذیری :

این استیل از آنجا که به روش رسوبی سخت شده است، دارای قابلیت تشکیل و شکل‌پذیری بسیار خوبی است.

 

استحکام عملکرد در محیط‌های مختلف :

استیل 15-5 PH مقاومت بالایی در برابر خوردگی، اکسیداسیون، و تغییرات شیمیایی مختلف دارد، که آن را برای کاربردهایی در شرایط محیطی متنوع ایده‌آل می‌سازد.

 

با توجه به این ویژگی‌ها، استیل 15-5 PH به طور گسترده در صنایع مختلفی از جمله هوافضا، پزشکی، صنایع دریایی، و خودروسازی استفاده می‌شود.

 

کاربردهای استیل 15-5 PH

استیل 15-5 PH به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردش در مقابل خوردگی، مقاومت مکانیکی بالا، و پایداری در دماهای بالا، در صنایع مختلف به عنوان یک جایگزین مناسب برای فولاد‌های دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از کاربردهای اصلی استیل 15-5 PH عبارتند از :

 

صنایع هوافضا :

این استیل به دلیل استحکام و پایداری در دماهای بالا، برای تولید اجزای موتورها، ساختارهای بدنه، و قطعات دیگر در هواپیماها و فضاپیماها استفاده می‌شود.

 

صنعت پزشکی :

به عنوان یکی از استیل‌های ضدزنگ با خوراکیت با کیفیت بالا، استیل 15-5 PH در تولید ابزارهای جراحی، پروتزها، و دستگاه‌های پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

صنایع دریایی :

این استیل به دلیل مقاومت خوب در برابر خوردگی تنشی و مقاومت مکانیکی بالا، برای ساخت اجزای دریایی مانند لوله‌ها، قطعات زیردریایی، و تجهیزات نیروگاه‌های دریایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

خودروسازی :

در صنعت خودروسازی، استیل 15-5 PH برای تولید قطعات مهم مانند ترمزها، سیستم‌های تعلیق، و اجزای موتور استفاده می‌شود، زیرا این استیل به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، مقاومت در برابر فشار، و پایداری در دماهای بالا، انعطاف پذیری بالایی را برای کاربردهای خودروسازی فراهم می‌کند.

 

ساخت قطعات و تجهیزات صنایع نفت و گاز :

استیل 15-5 PH به دلیل مقاومت خوب در برابر خوردگی تنشی و اکسیداسیون، برای تولید قطعاتی مانند لوله‌ها، شیرآلات، و سیستم‌های فشار قابل استفاده است.

 

استانداردهای استیل 15-5 PH

استیل 15-5 PH مطابق با استانداردهای مختلفی تولید و تست می‌شود. برخی از مهم‌ترین استانداردهای مرتبط با این نوع استیل عبارتند از :

 

ASTM A564 / A564M :

 استاندارد ASTM برای فولادهای مزون پرسیپیتیشن هاردنینگ (PH) مانند استیل 15-5 PH که شرایط فرایندی معینی برای تولید و مشخصات فیزیکی و مکانیکی را تعیین می‌کند.

 

AMS 5659 :

 استاندارد AMS که مشخصات فنی و فرایندهای تولید استیل‌های ضدزنگ را برای کاربردهای صنعتی و هوافضایی تعیین می‌کند، از جمله استیل 15-5 PH.

 

UNS S15500 :

 این کد آیین نامه‌ای مختصر برای استیل 15-5 PH است که توسط انجمن نیروگاهی آمریکا (UNS) اختصاص داده شده است.

 

AMS-H-6875 :

 استاندارد AMS برای فرایندهای حرارتی و مواد مربوط به استیل‌های ضدزنگ و فولاد‌های مزون PH مانند استیل 15-5 PH.

 

EN 10088 :

 استاندارد اروپایی برای مواد فولادی ضدزنگ، که مشخصات فنی و فرایندهای تولید مختلف را شامل می‌شود.

 

این استانداردها برای اطمینان از کیفیت، تطابق و استفاده صحیح از استیل 15-5 PH در محصولات و کاربردهای مختلف، بسیار مهم هستند.

 

 

جوشکاری استیل 15-5 PH به علت خواص مکانیکی و خوردگی بالا، نیازمند روش‌های خاصی است تا پس از جوشکاری و فرایندهای حرارتی، خواص آن حفظ شود و ضریب خوردگی کاهش یابد.

 

جوشکاری :

جوشکاری TIG (تیگ) یا GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) : این روش جوشکاری با استفاده از یک قطب خنک‌کننده به عنوان محافظ برای حفاظت از جوش در برابر اکسیداسیون انجام می‌شود.

 

جوشکاری MIG (میگ) یا GMAW (Gas Metal Arc Welding) : این روش جوشکاری نیز با استفاده از یک گاز محافظ برای جلوگیری از اکسیداسیون انجام می‌شود.

 

عملیات حرارتی :

پس از جوشکاری، معمولاً استیل 15-5 PH به عملیات حرارتی زیر زیر می‌رود تا خواص مکانیکی و خوردگی آن به حالت اولیه بازگردانده شود :

 

عملیات حرارتی انحلالی (Solution Annealing) : در این عملیات، استیل 15-5 PH به دمای بالا (حدود ۱۰۰۰-۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد) گرم‌شده و سپس با سرعت کند خنک می‌شود. این عملیات جهت تصفیه و تشکیل ترکیبات فازی است.

 

استوانه‌کردن (Aging) :  پس از عملیات حرارتی انحلالی، استیل 15-5 PH به دمای مناسب (معمولاً حدود ۵۰۰-۶۰۰ درجه سانتی‌گراد) گرم‌شده و به مدت زمان مشخص در این دما نگهداشته می‌شود. این عملیات باعث تشکیل و رشد ترکیبات فازی و افزایش استحکام و سختی مواد می‌شود.

 

مراقبت‌های خاص :

کنترل دما و سرعت خنک‌شدن : در تمام مراحل جوشکاری و عملیات حرارتی، کنترل دما و سرعت خنک‌شدن از اهمیت بالایی برخوردار است تا از دست دادن خواص مکانیکی و خوردگی جلوگیری شود.

 

استفاده از گاز محافظ : در جوشکاری، استفاده از گاز محافظ جهت حفاظت از جوش از اکسیداسیون و کاهش اثرات جانبی حرارتی بسیار مهم است.

 

تست و کنترل کیفیت : پس از انجام جوشکاری و عملیات حرارتی، تست‌های کیفیتی از قبیل تست‌های غیرمخرب (مانند رادیوگرافی، آلتراسونیک، و تست‌های مغناطیسی) برای اطمینان از کیفیت جوش انجام می‌شود.

 

با رعایت مراقبت‌های لازم و استفاده از فرآیندهای مناسب، جوشکاری و عملیات حرارتی استیل 15-5 PH باعث حفظ خواص آن و کاهش اثرات جانبی مربوط به جوشکاری می‌شود.

 

گرید مختلف استیل 15-5 PH

استیل 15-5 PH در چند گرید مختلف تولید می‌شود، که هر یک از این گریدها ممکن است دارای ویژگی‌ها و کاربردهای متفاوتی باشند. برخی از گریدهای معمول استیل 15-5 PH عبارتند از :

 

AMS 5862 :

 این گرید یکی از گریدهای معمول استیل 15-5 PH است که مشخصات فنی و خواص مکانیکی خاص خود را دارا می‌باشد و برای کاربردهای صنعتی و هوافضایی مناسب است.

 

AMS 5659 :

 این گرید نیز یکی دیگر از گریدهای رایج استیل 15-5 PH می‌باشد که برای تولید اجزای مهم در صنایع هوافضا و صنایعی که نیازمند مقاومت مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی هستند، استفاده می‌شود.

 

AMS-H-6875 :

 این استاندارد AMS نیز مشخصات و فرایندهای تولید و آزمون‌های مرتبط با استیل 15-5 PH را تعیین می‌کند و در صنایع هوافضا و صنایعی که نیازمند استیل‌های با خصوصیات خاص هستند، استفاده می‌شود.

 

همچنین، بسته به نیاز و کاربرد مشخص، گریدهای دیگری از استیل 15-5 PH نیز وجود دارند که برای استفاده در صنایع مختلف مناسب هستند. انتخاب گرید مناسب برای هر کاربرد بستگی به خواص مورد نیاز، محیط کاری، و استانداردهای مشخصها دارد.

 

بیایید گریدهای مختلف استیل 15-5 PH را بررسی کنیم، هرکدام از این گریدها ویژگی‌ها، کاربردها و ترکیبات شیمیایی منحصر به فردی دارند :

 

AMS 5862 :

 

ویژگی‌ها :

AMS 5862 دارای خواص مکانیکی بالا و مقاومت خوب در برابر خوردگی است. این گرید دارای استحکام کششی و استحکام تسلیم بسیار بالا، مقاومت در برابر خوردگی ترکیبی و تنشی، و پایداری در دماهای بالا است.

 

خواص مکانیکی :

استحکام کششی بسیار بالا : حدود 1100-1300 MPa

استحکام تسلیم بالا : حدود 1000-1200 MPa

استحکام ضربه‌ای : 50-60 Joules

تغییر شکل در نقطه شکست : حدود 12-15٪

 

خواص خوردگی :

مقاومت خوب در برابر خوردگی ترکیبی و تنشی

مقاومت خوب در برابر خوردگی تنشی و خوردگی ترکیبی

 

خواص فیزیکی :

چگالی : حدود 7.8 گرم بر سانتی‌متر مکعب

مدول الاستیسیته : حدود 180 GPa

نقطه ذوب : حدود 1380-1400 درجه سانتی‌گراد

 

ترکیبات شیمیایی

کروم (Cr) : 14.0% – 15.5%

نیکل (Ni) : 3.5% – 5.5%

مس (Cu) : 2.5% – 4.5%

منگنز (Mn) : حداکثر 1.0%

سیلیسیم (Si) : حداکثر 1.0%

مولیبدن (Mo) : حداکثر 0.50%

فسفر (P) : حداکثر 0.03%

گوگرد (S) : حداکثر 0.01%

کربن (C) : حداکثر 0.07%

نیتروژن (N) : حداکثر 0.10%

آهن (Fe) : مابقی

 

کاربردها :

از AMS 5862 برای تولید قطعاتی که نیاز به استحکام مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی دارند، استفاده می‌شود، از جمله اجزای هوافضا، قطعات پزشکی، و قطعات دریایی.

 

AMS 5659 :

 

ویژگی‌ها :  

AMS 5659 نیز دارای ویژگی‌های مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی است. این گرید دارای خواص مشابه با AMS 5862 است اما ممکن است در ترکیبات شیمیایی و میزانی از ویژگی‌ها متفاوت باشد.

 

خواص مکانیکی :

استحکام کششی بالا : حدود 1300-1500 MPa

استحکام تسلیم بالا : حدود 1150-1350 MPa

استحکام ضربه‌ای : 60-70 Joules

تغییر شکل در نقطه شکست : حدود 10-12٪

 

خواص خوردگی :

مقاومت بالا در برابر خوردگی ترکیبی و تنشی

 

خواص فیزیکی :

چگالی : حدود 7.8 گرم بر سانتی‌متر مکعب

مدول الاستیسیته : حدود 180 GPa

نقطه ذوب : حدود 1380-1400 درجه سانتی‌گراد

 

ترکیبات شیمیایی

کروم (Cr) : 14.0% – 15.5%

نیکل (Ni) : 3.5% – 5.5%

مس (Cu) : 2.5% – 4.5%

منگنز (Mn) : حداکثر 1.0%

سیلیسیم (Si) : حداکثر 1.0%

مولیبدن (Mo) : حداکثر 0.50%

فسفر (P) : حداکثر 0.025%

گوگرد (S) : حداکثر 0.01%

کربن (C) : حداکثر 0.07%

نیتروژن (N) : حداکثر 0.10%

آهن (Fe) : مابقی

 

کاربردها :

AMS 5659 همچنین برای تولید قطعات مختلف در صنایع هوافضا، پزشکی، دریایی و دیگر صنایعی که نیاز به استحکام مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی دارند، استفاده می‌شود.

 

AMS-H-6875

ویژگی‌ها :

تنظیم فرآیندهای حرارتی : AMS-H-6875 تنظیمات دقیقی را برای فرآیندهای حرارتی مانند حرارت دهی، آنیلینگ و تمپرینگ استیل‌های 15-5 PH ارائه می‌دهد. این تنظیمات بر اساس نیازهای خاص صنایع هوافضا و سایر صنایع پیشرفته تعیین شده‌اند.

تعیین شرایط سخت‌شدن : AMS-H-6875 شرایط دقیقی را برای فرآیندهای سخت‌شدن استیل 15-5 PH، از جمله سخت‌شدن پرسیپیتیشن و سخت‌شدن نهایی، مشخص می‌کند. این شرایط به منظور حصول برخواص مکانیکی مطلوب و استاندارد در محصولات نهایی تعیین شده‌اند.

آزمون و کنترل کیفیت : AMS-H-6875 شرایط مربوط به آزمون‌های غیرمخرب و کنترل کیفیت را نیز تعیین می‌کند. این شامل آزمون‌هایی مانند آزمون ترکیب شیمیایی، آزمون هیدروژن، آزمون هاردنس، و آزمون تغییر شکل در دماهای مختلف است.

مشخصات فیزیکی : AMS-H-6875 مشخصات فیزیکی مهمی را نیز تعیین می‌کند که برای اطمینان از تطابق محصولات نهایی با نیازهای صنایع مختلف لازم است. این شامل ویژگی‌هایی مانند چگالی، سختی، مدول الاستیسیته، و مقاومت در برابر خوردگی است.

 

خواص مکانیکی :

استحکام کششی : حدود 1100-1300 MPa

استحکام تسلیم : حدود 1000-1200 MPa

تغییر شکل در نقطه شکست : حدود 12-15٪

استحکام ضربه‌ای : 50-70 Joules

 

خواص خوردگی :

مقاومت خوب در برابر خوردگی ترکیبی و تنشی

مقاومت خوب در برابر خوردگی تنشی و خوردگی ترکیبی

خواص فیزیکی :

چگالی : حدود 7.8 گرم بر سانتی‌متر مکعب

مدول الاستیسیته : حدود 180 GPa

نقطه ذوب : حدود 1380-1400 درجه سانتی‌گراد

 

ترکیبات شیمیایی

کروم (Cr) : 14.0% – 15.5%

نیکل (Ni) : 3.5% – 5.5%

مس (Cu) : 2.5% – 4.5%

منگنز (Mn) : حداکثر 1.0%

سیلیسیم (Si) : حداکثر 1.0%

مولیبدن (Mo) : حداکثر 0.50%

فسفر (P) : حداکثر 0.025%

گوگرد (S) : حداکثر 0.01%

کربن (C) : حداکثر 0.07%

نیتروژن (N) : حداکثر 0.10%

آهن (Fe) : مابقی

 

هر سه این گریدها دارای ویژگی‌ها و کاربردهای مشابه هستند اما ممکن است در جزئیات مانند ترکیبات شیمیایی و میزانی از ویژگی‌ها تفاوت داشته باشند، بنابراین انتخاب بین این دو باید بر اساس نیازهای خاص و استانداردهای موردنظر انجام شود.

 

 

هر سه این گریدهای AMS 5862 ، AMS 5659 و AMS-H-6875  از استیل 15-5 PH در صنایع مختلف استفاده می‌شوند به دلیل خواص مکانیکی بالا، مقاومت در برابر خوردگی، و سایر ویژگی‌های موردنیاز.
بعضی از کاربردهای اصلی این دو گرید عبارتند از :

 

صنایع هوافضا و هوانوردی :

در صنایع هوافضا و هوانوردی، اجزای مهم و حساسی از جنبه‌های ایمنی و عملکردی هواپیماها و فضاپیماها تشکیل شده‌اند. استیل 15-5 PH با خواص مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی، برای تولید این اجزا از جمله قطعات ساختاری، انواع سیستم‌ها، و ابزارهای کنترلی و نظارتی استفاده می‌شود.

 

صنعت پزشکی :

در صنعت پزشکی، از جمله کاربردهای استیل 15-5 PH می‌توان به تولید ابزارهای جراحی، تجهیزات دستگاه‌های پزشکی، پروتزها، و قطعات داخلی دستگاه‌های پزشکی اشاره کرد. این استیل به دلیل خواص مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی، برای کاربردهای پزشکی بسیار مناسب است.

 

صنایع دریایی :

در صنایع دریایی، از استیل‌های مقاوم در برابر خوردگی و تنش، برای تولید لوله‌ها، سیستم‌های فشار، و تجهیزات دریایی استفاده می‌شود. استیل 15-5 PH با خواص مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی، یک گزینه مناسب برای این کاربردها است.

 

خودروسازی :

در صنعت خودروسازی، استیل 15-5 PH برای تولید قطعات مهمی مانند ترمزها، سیستم‌های تعلیق، و اجزای موتور استفاده می‌شود. این استیل به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، مقاومت در برابر فشار، و پایداری در دماهای بالا، برای کاربردهای خودروسازی مناسب است.

 

همچنین، این استیل در صنایع دیگری نیز مانند صنایع نفت و گاز، صنایع مواد غذایی، و صنایع مکانیکی و مکاترونیک نیز کاربرد دارد، به ویژه در مواردی که نیاز به استحکام مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی دارند.

 

معایب

استیل 15-5 PH، همانند هر مواد دیگر، ممکن است دارای معایبی باشد که باید مورد توجه قرار گیرد. برخی از معایب احتمالی استیل 15-5 PH عبارتند از :

 

هزینه : استیل 15-5 PH یکی از آلیاژهای قوی و مقاوم است که باعث می‌شود قیمت آن نسبتاً بالا باشد. این مواد معمولاً با هزینه تولید و فرآوری بالایی همراه هستند که ممکن است برای برخی بودجه‌ها محدودیت ایجاد کند.

 

مشکل در جوشکاری : استیل 15-5 PH در بعضی موارد ممکن است مشکلاتی در فرآیند جوشکاری داشته باشد، به ویژه در صورت عدم رعایت شرایط صحیح جوشکاری، ممکن است با مشکلاتی مانند زبری، شکستگی و یا تغییرات در خواص مکانیکی روبرو شود.

 

پردازش دشوار : استیل 15-5 PH به دلیل محتوای بالای آلیاژها و فرآیند پرسیپیتیشن خاصی که برای تقویت آن انجام می‌شود، ممکن است در فرآیندهای پردازشی مانند حفرکاری، تراشکاری و یا پرسکاری دشواری‌هایی ایجاد کند.

 

حساسیت به شوک‌های حرارتی : استیل 15-5 PH به خصوص پس از فرآیند حرارتی، حساسیت خاصی به تغییرات شوک‌های حرارتی دارد که ممکن است باعث کاهش خواص مکانیکی و یا خوردگی شود.

 

محدودیت‌های در دما و محیط : استیل 15-5 PH در برخی موارد محدودیت‌هایی در دما و محیط‌های خاص مانند محیط‌های خورنده دارد که باید در انتخاب و استفاده آن مدنظر قرار گیرد.

 

با این حال، با رعایت شرایط و استفاده مناسب، این معایب می‌تواند کاهش یابد و خواص مثبت استیل 15-5 PH را بهره‌برداری از آن تقویت کند.

 

برای اطلاع از قیمت ها با مشوران ما در گروه صنعتی تتنا در تماس باشید.

فولاد ضد زنگ 15-5 PH چیست؟

PH 15-5 stainless steel

فولاد زنگ‌نزن یا فولاد ضدزنگ یا استنلس استیل، (به انگلیسی: Stainless Steel) که Inox نیز خوانده می‌شود، آلیاژی از فولاد می‌باشد، که اصلی‌ترین عناصر تشکیل‌دهنده آن آهن، کروم و نیکل است که حداقل درصد جرمی کروم در آن ۱۰٫۵ درصد و حداکثر درصد جرمی کربن آن ۱٫۲ درصد می‌باشد. فولاد ۳۰۴ با ۱۸٪ کروم و فولاد ۳۱۶ با ۱۶٪ کروم و ۱۰٪ نیکل از پرکاربردترین فولادهای زنگ‌نزن هستند.^[۱]

فولاد ضد زنگ 15-5 یک آلیاژ سخت سازنده با درصد بالایی از کروم ، نیکل و مس است که مقاومت بالایی در برابر خوردگی و سایش دارد. این آلیاژ بیشتر در صنعت هوافضا برای ساخت اتصالات و قطعات سازه ای استفاده می شود.

این آلیاژ نسبت به فولاد ضد زنگ 17-4 که یکی از نزدیک ترین رقبای آن است،‌ مزایایی دارد : 

• فولاد ضد زنگ 15-5 دارای کنترل بیشتری بر روی مقدار دلتا فریت است که یک فاز ضعیف در آلیاژهای ضد زنگ است.
• فولاد ضد زنگ 15-5 با یک عملیات حرارتی با دمای پایین تقویت می شود که باعث رسوب یک فاز مس دار در آلیاژ می شود. این فاز مس دار باعث افزایش مقاومت و سختی آلیاژ می شود.
• فولاد ضد زنگ 15-5 قابلیت تنظیم خصوصیات مکانیکی خود را بر اساس نیازهای صنایع هوافضا و هسته ای دارد.

 

این فولاد ضد زنگ دارای مقاومت بالایی در برابر خوردگی و سایش است و خصوصیات مکانیکی مطلوبی را ارائه می دهد.
این فولاد ضد زنگ بیشتر در صنایع هوافضا، پزشکی و دیگر زمینه هایی که نیازمند استحکام و دوام هستند، کاربرد دارد.

برخی از خواص فیزیکی این فولاد ضد زنگ عبارتند از :

• چگالی : 19 گرم بر سانتی متر مکعب
• اندازه منفذ : کمتر از 100 میکرو متر
• ضریب انبساط حرارتی : 8 × 10^-6 K^-1
• گرمای ویژه : 460 جول بر کیلوگرم کلوین
• هدایت حرارتی : 9 وات بر متر کلوین

خواص مکانیکی فولاد ضد زنگ 15-5 PH عبارتند از :

 

• استحکام کششی : حدود 1450 مگاپاسکال که نشان دهنده ی قدرت آلیاژ در مقابل نیروی کششی است.
• استحکام تسلیم : حدود 1300 مگاپاسکال که نشان دهنده ی حدی است که آلیاژ شروع به تغییر شکل دائمی می کند.
• مدول الاستیسیته : حدود 180 گیگاپاسکال که نشان دهنده ی سختی و کشسانی آلیاژ است.
• افزایش طول نسبی : حداقل 12 درصد که نشان دهنده ی قابلیت انعطاف پذیری آلیاژ است.

آلیاژ 15-5 PH دارای امکانات و قابلیت های متنوعی است که برخی از آنها عبارتند از :

قابلیت جوشکاری : این آلیاژ قابلیت جوشکاری خوبی دارد و می تواند با روش های مختلفی مانند جوشکاری الکتریکی، جوشکاری گازی و جوشکاری لیزری جوش داده شود.

قابلیت فرزکاری : این آلیاژ قابلیت فرزکاری مناسبی دارد و می تواند با ابزارهای مختلفی مانند تراشکاری، سوراخکاری، برشکاری و سنگ زنی شکل داده شود.

قابلیت سطح پوششی : این آلیاژ قابلیت سطح پوششی خوبی دارد و می تواند با روش های مختلفی مانند نیتراسیون، کروماته کردن، اکسیداسیون و رنگ آمیزی پوشش داده شود.

 

آلیاژ 15-5 PH دارای مکانات و قابلیت های برجسته ای است که آن را از سایر فولادهای ضد زنگ متمایز می کند.

برخی از این مکانات و قابلیت ها عبارتند از :

 

مقاومت بالا در برابر خوردگی : این آلیاژ به خاطر داشتن درصد بالایی از کروم و نیکل ، مقاومت خوبی در برابر خوردگی محیطی و خوردگی تحت تنش دارد. این خاصیت باعث می شود که این آلیاژ در شرایط سخت و نامساعد قابل اعتماد باشد.

استحکام بالا : این آلیاژ با رسوب یک فاز مس دار در آلیاژ تقویت می شود که باعث افزایش مقاومت و سختی آلیاژ می شود. این خاصیت باعث می شود که این آلیاژ بتواند به نیروهای بالایی مقاومت کند و شکل خود را حفظ کند.

 

به دلیل داشتن این مکانات و قابلیت ها ، آلیاژ 15-5 PH در زمینه های مختلفی کاربرد دارد.

برخی از کاربردهای متداول این آلیاژ عبارتند از :

برنامه های هوا فضا : این آلیاژ بیشتر در صنعت هوافضا برای ساخت اتصالات و قطعات سازه ای استفاده می شود. این آلیاژ قابلیت تنظیم خصوصیات مکانیکی خود را بر اساس نیازهای صنعت هوافضا دارد و می تواند در دماهای بالا و پایین عملکرد خوبی داشته باشد.

اتصال دهنده ها : این آلیاژ برای ساخت اتصال دهنده هایی که نیازمند مقاومت بالا در برابر خوردگی و استحکام هستند ، مناسب است. این آلیاژ می تواند در اتصال دهنده هایی که در معرض شرایط سخت محیطی هستند ، مانند دریا، نفت و گاز استفاده شود.

برنامه های کاربردی نفت و گاز : این آلیاژ برای ساخت قطعاتی که در صنعت نفت و گاز کاربرد دارند، مانند دریچه ها، چرخ دنده ها و پمپ ها ، مناسب است. این آلیاژ می تواند در شرایطی که دما، فشار و خوردگی بالا هستند، عملکرد خوبی داشته باشد.

فرآوری مواد غذایی : این آلیاژ برای ساخت قطعاتی که در صنعت فرآوری مواد غذایی کاربرد دارند ، مانند مخازن، لوله ها و تجهیزات ، مناسب است. این آلیاژ می تواند در شرایطی که نیازمند بهداشت و تمیزی هستند ، مقاومت در برابر خوردگی و سایش داشته باشد.

 

 

خواص مکانیکی فولاد ضد زنگ 15-5

نوع مواد	وضعیت	استحکام کششی نهایی (psi)	0.2٪ قدرت تسلیم (psi)	ازدیاد طول (% در 2 اینچ)	کاهش مساحت (%)	سختی برینل	سختی راکول
15-5 PH	H900	190,000	170,000	6	15	388	C40
	H1025	155,000	145,000	8	27	331	C35
	H1075	145,000	125,000	9	28	311	C32
	H1150	135,000	105,000	11	30	277	C28
	H1150-M	115,000	75,000	14	35	255	C24

 

استانداردها

UNS S15500

AMS 5659

ASTM A564

کاربرد های 15-5 PH

شیرآلات

قطعات هواپیما چرخ دنده

قطعات پمپ

ترکیب بندی(٪)

کربن : حداکثر 0.070

کروم : 14.0-15.50

Columbian + تانتالیم : 0.15-0.45

مس : 2.50-4.50

منگنز : حداکثر 1.00

نیکل : 3.50-5.50

فسفر : حداکثر 0.040

سیلیکون : حداکثر 1.00

گوگرد : حداکثر 0.30