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
