15-5PHè un acciaio inossidabile martensitico con precipitazione-indurente costruito attorno a un problema specifico: 17-4PH perde tenacità attraverso lo spessore delle sezioni pesanti. Se stai acquistando un tubo o una piastra da 15-5PH, quasi certamente il disegno lo specifica perché la parte è sottoposta a sollecitazioni multidirezionali o perché una specifica del materiale Saudi Aramco o ADNOC esclude un grado che non può mantenere le sue proprietà trasversali attraverso una sezione trasversale spessa.
Questa pagina spiega qual è effettivamente il grado, quali specifiche si applicano a quale forma di prodotto, come la condizione di invecchiamento scelta cambia sia la resistenza che il rischio di fessurazione e dove il vantaggio rispetto al 17-4PH smette di essere reale.
Cos'è il 15-5PH e perché esiste
15-5PH è registrato come UNS S15500, designato Tipo XM-12 in ASTM A564 e noto in Europa come 1.4545 (X5CrNiCuNb15-5). La variazione della composizione rispetto al 17-4PH è piccola e intenzionale: il cromo scende al 14,0–15,5%, il nichel sale al 3,5–5,5%, con il rame al 2,50–4,50% e il niobio+tantalio allo 0,15–0,45% che contribuiscono al rafforzamento.
Il carbonio rimane allo 0,07% massimo. La densità è di circa 7,78 g/cm³ e la gradazione è magnetica in ogni condizione. Questi numeri di cromo e nichel sono l'intera storia - spostando l'equilibrio verso il nichel si sopprime la ferrite delta trattenuta, rendendo 15-5PH una versione controllata dalla ferrite delta-di 17-4PH.
Tubi, piastre, barre: abbinare la forma del prodotto alle giuste specifiche
È qui che gran parte del materiale 15-5PH pubblicato sbaglia e dove un errore costa un ordine di acquisto rifiutato.
Perché le specifiche della barra non coprono la piastra
AMS 5659 è corretto per barre tonde, fili, pezzi fucinati, anelli ed estrusioni - non copre prodotti piatti-laminati. Foglio, nastro e piastra sono coperti daAMS 5862. Vengono forniti tubi senza saldatura e saldatiASTM A511, con AMS 5659 applicata previo accordo o su specifica del cliente. Le finestre chimiche sono identiche, ma i requisiti del test, l'orientamento del campione e la documentazione differiscono.
Dalla forma del prodotto alla tabella delle specifiche
| Forma del prodotto | AMS applicabile | ASTM applicabile | Come-consegnato |
|---|---|---|---|
| Barre, fili, forgiati, anelli, estrusioni | AMS 5659 | ASTM A564 (XM-12) / A705 (forgiati) | Condizione A |
| Foglio, striscia, lastra | AMS 5862 | ASTM A693 (XM-12) | Condizione A |
| Tubi senza saldatura e saldati | AMS 5659 previo accordo/specifica del cliente | ASTM A511 | Condizione A |
| Filo di saldatura | AMS 5826 | - | - |
Forme di prodotto
Barra e asta
Piatto e foglio
Bobina e striscia
Tubi e tubi
Raccordo: flangia, T, gomito, riduttore ecc.
Forgiatura: anello, albero, cerchio, blocco ecc.
La catena dalla chimica-alla-forza
|
Elemento (peso%) |
Gamma 15-5PH |
Cosa fa per la pipa |
|
Cr |
14.0–15.5 |
Pellicola passiva; resistenza alla corrosione vicino al livello 304 |
|
Ni |
3.5–5.5 |
Stabilizza l'austenite al riscaldamento, consente la piena martensite al raffreddamento |
|
Cu |
2.5–4.50 |
Forma i precipitati ε-Cu che effettuano l'indurimento con l'invecchiamento |
|
Nb + Ta |
0.15–0.45 |
Affinamento del grano, riduce il rischio di sensibilizzazione |
|
C |
Inferiore o uguale a 0,07 |
Mantenuto basso per proteggere la tenacità e la saldabilità |
|
Fe |
Bilancia |
Matrice |
Come la temperatura di invecchiamento determina resistenza, tenacità e rischio di fessurazioni
15-5PH viene fornito nella Condizione A, una soluzione-stato trattato sufficientemente morbido da poter essere lavorato a macchina. Le proprietà finali derivano da un'unica fase di invecchiamento a bassa temperatura. La scelta della temperatura di invecchiamento è la decisione più importante nella specifica.
La scala da H900 a H1150
| Condizione | Invecchiamento | Trazione, min | Resa 0,2%, min | Allungare. minimo (L/T) | Durezza | Adatto per |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Condizione A | Soluzione a 1038 gradi | Non uno stato di servizio | 363 HB massimo | Solo lavorazione | ||
| H900 | 480 gradi / 4 ore | 1310 MPa | 1170MPa | 10 % / 6 % | 40–47 HRC | Forza di picco, ambiente benigno. |
| H1025 | 552 gradi / 4 ore | 1070 MPa | 1000MPa | 12 % / 8 % | 34–42 HRC | Default equilibrato |
| H1075 | 579 gradi / 4 ore | 1000MPa | 862 MPa | 13 % / 9 % | 31–38 HRC | Alcuni rischi di SCC |
| H1100 | 593 gradi / 4 ore | 965MPa | 793MPa | 14 % / 10 % | 30–37 HRC | Ciclo del cloruro umido |
| H1150 | 621 gradi / 4 ore | 930MPa | 724MPa | 16 % / 11 % | 28–37 HRC | Acqua di mare, nebbia salina |
| H1150M/D | 760 gradi + 621 gradi | 795MPa | 520MPa | 18 % | 33HRC massimo | NACE MR0175 acido |
I valori sono quelli minimi specificati secondo AMS 5659/ASTM. All’aumentare della temperatura di invecchiamento, la resistenza diminuisce e l’allungamento, la tenacità e la resistenza all’SCC aumentano. La temperatura di servizio a lungo termine- dovrebbe rimanere pari o inferiore a circa 315 gradi.
La condizione A è uno stato di lavorazione, non uno stato di servizio
La condizione A è martensitica non temperata con bassa tenacità alla frattura e scarsa resistenza all'SCC; non deve mai essere la condizione finale di una parte. Pianificare la sequenza come: macchina grezza in condizione A, età, macchina finita. La variazione lineare è di circa 0,05% per H900 e 0,10% per H1150.
Tubo 15-5PH: dimensioni, condizioni di consegna e limiti di formatura
I tubi 15-5PH vengono prodotti secondo ASTM A511 sia in percorsi senza saldatura che saldati-e-trafilati, da strumenti di piccole dimensioni fino a circa 500 mm di diametro esterno, parete 1–25 mm a seconda del diametro; i diametri più grandi vengono realizzati-su ordinazione. Quasi tutti i tubi vengono forniti nella condizione A e invecchiati dopo la formatura. È magnetico in ogni condizione, quindi MPI lavora direttamente sui pezzi finiti.
Lastra 15-5PH: gamma di spessori e fornitura di laminati piatti
Lamiere e lamiere secondo AMS 5862 arrivano nella condizione A a circa 38 HRC massimo, da lamiere sottili ~0,5 mm fino a lamiere ~100 mm, larghezze fino a ~1500 mm e lunghezze fino a 6000 mm, tagliate-a-dimensione disponibile. La piastra viene fatta rotolare-attraverso una sezione spessa - esattamente dove si formano i traversi di ferrite delta-in 17-4PH - quindi per una parte caricata attraverso il suo spessore, le proprietà trasversali determinano la sopravvivenza.
Ferrite Delta e tenacità trasversale: il vero motivo per specificare 15-5PH
Cosa fanno il cromo e il nichel in una matrice martensitica
In un acciaio inossidabile martensitico, il cromo stabilizza la ferrite e il nichel stabilizza l'austenite. 17-4L'equilibrio ricco di cromo-di PH promuove i cordoni di ferrite delta allineati con la direzione di lavoro - siti di inizio fessura-sotto il carico di-spessore.
Il 15-5PH abbassa il cromo al 14,0–15,5% e aumenta il nichel al 3,5–5,5%, producendo una struttura più isotropa. La rifusione VAR/ESR rimuove le inclusioni di solfuro. I valori Charpy trasversali pubblicati per 15-5PH sono circa il 30–50% superiori a 17-4PH in condizioni equivalenti.
Dove il vantaggio scompare
- Lamiera sottile e filo sottile:la rapida solidificazione lascia poco spazio alla ferrite delta; i gradi sono quasi intercambiabili e il 17-4PH è più economico.
- Carico puramente longitudinale su sezione modesta:il vantaggio trasversale non ha alcun caso di carico su cui agire.
- Temperatura di servizio:15-5PH è una lega ad alta-resistenza a temperatura ambiente e moderatamente elevata, non una lega resistente al calore (soffitto di ≈315 gradi).
- Sulla corrosione:Il 15-5PH ha prestazioni pari a circa il livello 304 ed è chiaramente migliore dei gradi martensitici della serie 400, ma non sostituisce il 316 o un grado duplex in servizi acidi ad alto contenuto di cloruri o fortemente ossidanti.
Offerta regionale: Medio Oriente ed Europa
Medio Oriente - Arabia Saudita ed Emirati Arabi Uniti
15-5PH in H1025 o H1150 è una scelta di routine per strumenti per fondo pozzo, valvole per testa pozzo e alberi di pompa specificati perSaudi AramcoEADNOCrequisiti materiali. L'ambiente del cloruro esclude la forza di picco-H900 e i limiti di servizio acido-NACE MR0175 spesso spingono le specifiche verso H1150M.
Europa - Germania e Italia
Il grado è specificato per piastre strutturali aerospaziali e componenti di valvole e pompe di precisione, quasi sempre conIT 10204 3.1certificazione e considerazione PED 2014/68/UE per le parti in pressione. Forniamo entrambe le regioni tramite programmi in stock e su ordinazione-su-con tracciabilità del calore completa.
Ordinazione 15-5PH: cosa inserire nell'ordine di acquisto
| Campo | Cosa dichiarare | Perché è importante |
|---|---|---|
| ID della lega e del grado | 15-5PH, UNS S15500, XM-12 | "A564" da solo non distingue l'XM-12 dal Grado 630 |
| Forma del prodotto | Tubo senza saldatura/tubo saldato/piastra/lamiera | Determina la specifica applicabile |
| Specifica | ASTM A511 (tubo), AMS 5862 (piastra), AMS 5659 (barra) | La forma e le specifiche devono corrispondere |
| Condizioni di consegna | Condizione A, o H900/H1025/H1150/H1150M invecchiato | La condizione A non è una condizione di servizio |
| Pratica di fusione | VAR o ESR, dichiarati sul certificato | Determina proprietà trasversali e pulizia |
| Certificazione | EN 10204 3.1 minimo, tracciabilità del calore | Necessario per l'uso finale nel settore aerospaziale e nucleare |
Domande frequenti
Q1: Il tubo 15-5PH è più resistente del tubo 316L?
Sì, con un ampio margine, la resa del - 15-5PH H1025 è di circa 1.000 MPa contro i ~170–310 MPa del 316L. Ma il 316L vince in termini di formabilità e corrosione uniforme in molti mezzi; 15-5PH viene scelto quando la resistenza-al peso e alla durezza contano.
Q2: Posso sostituire il tubo 17-4PH con 15-5PH?
Solo se il progetto non si basa sulla resistenza trasversale o-trasversale corta o sull'uniformità della-sezione ampia. 17-4PH può trasportare ferrite delta-che indebolisce quelle direzioni. Se il disegno richiama 15-5PH, non scambiarlo senza l'approvazione del tecnico-: il nome del grado non corrisponde alla specifica completa.
D3: Quale condizione di trattamento-termico resiste meglio alla tensocorrosione da cloruri?
H1150, la condizione di-invecchiamento, fornisce la sollecitazione di soglia SCC più elevata ed è-indipendente dalla direzione poiché non sono presenti stringer in ferrite. H900 è il più sensibile.
Q4: Quale standard copre il tubo 15-5PH?
Il tubo viene comunemente fornito secondo ASTM A511 (tubi meccanici senza saldatura) o secondo le specifiche aerospaziali AMS 5659/AMS 5862 o secondo le specifiche del cliente; la piastra è ASTM A693 (XM-12), barra ASTM A564, forgiati ASTM A705.
Q5: L'invecchiamento altera le dimensioni del tubo?
Minimamente. L'invecchiamento è una fase di precipitazione a bassa-temperatura, non una trasformazione di fase, quindi la distorsione è piccola. La pratica standard è quella di lavorare in Condizione A e invecchiare per ultimo, motivo per cui "Condizione A + età fino a H1025" è un percorso di fornitura comune.
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