Aceros inoxidables endurecidos por precipitación 630 (17-4 PH) frente a 631 (17-7 PH): versatilidad frente a resistencia de grado aeroespacial

Introducción: resistencia más allá del recocido

630 (17-4 PH, UNS S17400, EN 1.4542) y 631 (17-7 PH, UNS S17700, EN 1.4568) son aceros inoxidables martensíticos de endurecimiento por precipitación. Ambos se suministran en estado recocido blando y luego endurecidos mediante un tratamiento de envejecimiento a baja temperatura que precipita finas partículas intermetálicas. El resultado es acero inoxidable con límites elásticos en el rango de 1000 a 1500 MPa. Los dos grados difieren en el sistema de aleación, la respuesta al tratamiento térmico y los mercados previstos: el 630 es el caballo de batalla industrial general, mientras que el 631 alcanza una mayor resistencia para el servicio aeroespacial.

Composición química comparada (ASTM A693)

Elemento (% en peso)	630 (17-4PH)	631 (17-7 PH)
Carbono (C)	0,07 máx.	0,09 máx.
Manganeso (Mn)	1,00 máximo	1,00 máximo
Fósforo (P)	0,040 máx.	0,040 máx.
Azufre (S)	0,030 máx.	0,030 máx.
Silicio (Si)	1,00 máximo	1,00 máximo
Cromo (Cr)	15.00 - 17.50	16.00 - 18.00
Níquel (Ni)	3.00 - 5.00	6.50 - 7.75
Cobre (Cu)	3.00 - 5.00	-
Niobio + Tantalio (Nb+Ta)	0.15 - 0.45	-
Aluminio (Al)	-	0.75 - 1.50
Hierro (Fe)	Balance	Balance

Tratamiento térmico y resistencia resultante

Condición	Tratamiento	Tracción (mín.)	Rendimiento (mín.)	Dureza
630 H900	Recocido en solución ~1040 C, edad 482 C/1 h	1310MPa	1170 MPa	~40 HRC
630 H1150	Edad 621 C / 4 h	930MPa	725MPa	~33 HRC
631 TH1050	Recocido en solución ~1065 C, edad 510 C	1450MPa	1310 MPa	~44 HRC
631 RH950	Refrigeración + edad 510 C	1620MPa	1520MPa	~48 HRC

Los valores siguen ASTM A564. Para 630, el envejecimiento a 482 C proporciona la máxima resistencia y el envejecimiento a 621 C proporciona una mayor tenacidad. Para 631, la ruta TH1050 combina una transformación a alta-temperatura con envejecimiento a 510 °C, y la ruta RH950 agrega un tratamiento bajo-cero para las resistencias más altas.

Aplicaciones

630 se utiliza para herramientas de fondo de pozo de petróleo y gas, ejes de bombas, vástagos de válvulas, sujetadores, engranajes, componentes de turbinas e instrumentos quirúrgicos ortopédicos, donde se equilibran la alta resistencia, la resistencia a la corrosión moderada y la economía.. 631 se utiliza para piezas estructurales de aeronaves,-componentes de trenes de aterrizaje, resortes, fuelles, sujetadores y hardware de misiles que exigen resistencia de grado aeroespacial-, resistencia a la fatiga y dureza a temperatura criogénica.

Resistencia a la corrosión y limitaciones

Ambos grados ofrecen resistencia a la corrosión entre los niveles 304 y 430 en muchos entornos, pero ninguno está diseñado para servicio marino o de cloruro-fuerte; Pueden producirse picaduras y corrosión por tensión. Para diseños dominados por la corrosión-, la respuesta estándar es un grado austenítico de molibdeno como el 316L.

Compensaciones de costos y fabricación-

El 630 es aproximadamente entre un 15 y un 20 por ciento más barato que el 631 en términos de material y es más fácil de mecanizar y soldar, lo que lo convierte en el grado de endurecimiento por precipitación-predeterminado para componentes industriales. 631, tiene menor conformabilidad y requiere una fabricación más especializada, lo cual se acepta en el sector aeroespacial, donde su resistencia-a-peso y rendimiento criogénico justifican el costo.

Directrices de selección

Priorice 630 para piezas industriales de alta-resistencia donde la economía y la maquinabilidad son importantes. Seleccione 631 donde se requiere resistencia, fatiga y dureza criogénica de grado aeroespacial-. Para ambientes con cloruro o agua de mar, use un grado resistente a la corrosión-en lugar de acero PH.

Preguntas frecuentes

1. ¿Qué significa PH en 17-4 PH?

PH significa endurecimiento por precipitación. El acero se endurece mediante envejecimiento, lo que precipita partículas finas que fortalecen la matriz martensítica, en lugar de apagarlo y revenirlo únicamente.

2. ¿Cuál es el equivalente EN de 17-4 PH y 17-7 PH?

17-4 PH es EN 1.4542 (X5CrNiCuNb16-4). 17-7 PH es EN 1.4568 (X7CrNiAl17-7). Los números UNS son S17400 y S17700 respectivamente.

3. ¿Se pueden soldar 630 y 631?

Sí, en estado recocido o sobreenvejecido. Después de soldar, una solución completa de recocido y re-envejecido restaura las propiedades requeridas en la zona-afectada por el calor.

4. ¿Por qué se utiliza el 631 en el sector aeroespacial?

Su sistema de precipitación a base de aluminio-ofrece límites elásticos superiores a 1300 MPa con buena fatiga y tenacidad criogénica, a un menor costo de densidad que muchas aleaciones de ultra-alta-resistencia de la competencia.

5. ¿Qué calidad es mejor para el agua de mar?

Ni. Ambos son susceptibles a picaduras y fisuras por corrosión bajo tensión en servicio con cloruro. Especifique 316L o un grado dúplex para agua de mar.

6. ¿Cómo se identifica la condición final en un certificado?

La condición se establece con la temperatura de envejecimiento, por ejemplo 630 H900 o 631 TH1050, junto con la designación UNS S17400 o S17700, y la especificación rectora como ASTM A564.