15-5PHest un acier inoxydable à durcissement par précipitation martensitique-construit autour d'un problème spécifique : le 17-4PH perd sa ténacité à travers l'épaisseur des sections lourdes. Si vous achetez un tuyau ou une plaque 15-5PH, le dessin le spécifie presque certainement parce que la pièce subit des contraintes multidirectionnelles, ou parce qu'une spécification de matériau Saudi Aramco ou ADNOC exclut une qualité qui ne peut pas conserver ses propriétés transversales sur une section épaisse.
Cette page explique ce qu'est réellement le grade, quelle spécification s'applique à quelle forme de produit, comment les conditions de vieillissement que vous choisissez modifient à la fois la résistance et le risque de fissuration, et où l'avantage par rapport au 17-4PH cesse d'être réel.
Qu'est-ce que le 15-5PH et pourquoi il existe
Le 15-5PH est enregistré sous le nom UNS S15500, désigné type XM-12 dans la norme ASTM A564 et connu en Europe sous le nom de 1.4545 (X5CrNiCuNb15-5). Le changement de composition par rapport au 17-4PH est faible et délibéré : le chrome chute à 14,0-15,5 %, le nickel monte à 3,5-5,5 %, le cuivre 2,50-4,50 % et le niobium+tantale 0,15-0,45 % assurent le renforcement.
Le carbone reste à 0,07 % maximum. La densité est d'environ 7,78 g/cm³ et la qualité est magnétique dans toutes les conditions. Ces chiffres de chrome et de nickel sont toute l'histoire - le déplacement de la balance vers le nickel supprime la ferrite delta retenue, faisant du 15-5PH une version contrôlée par delta-ferrite du 17-4PH.
Tuyau, plaque, barre : adapter la forme du produit à la bonne spécification
C’est là qu’une grande partie du matériel publié sur le 15-5PH se trompe, et qu’une erreur vous coûte un bon de commande rejeté.
Pourquoi les spécifications de la barre ne couvrent pas la plaque
L'AMS 5659 est correct pour les barres rondes, les fils, les pièces forgées, les anneaux et les extrusions - il ne couvre pas les produits plats-laminés. La feuille, la bande et la plaque sont recouvertes deAMS 5862. Des tubes sans soudure et soudés sont fournis àASTMA511, avec AMS 5659 appliqué par accord ou selon spécification client. Les fenêtres de chimie sont identiques, mais les exigences des tests, l'orientation des échantillons et la documentation diffèrent.
Formulaire de produit au tableau des spécifications
| Forme du produit | MGS applicable | ASTM applicable | Tel que-livré |
|---|---|---|---|
| Barres, fils, pièces forgées, anneaux, extrusions | AMS 5659 | ASTM A564 (XM-12) / A705 (pièces forgées) | État A |
| Feuille, bande, plaque | AMS 5862 | ASTM A693 (XM-12) | État A |
| Tubes sans soudure et soudés | AMS 5659 selon accord / spécification client | ASTMA511 | État A |
| Fil de soudure | AMS 5826 | - | - |
Formulaires de produits
Barre et tige
Plaque et feuille
Bobine et bande
Tuyau et Tube
Montage : bride, té, coude, réducteur, etc.
Forgeage : anneau, arbre, cercle, bloc, etc.
La chimie-pour-renforcer la chaîne
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Élément (% en poids) |
Gamme 15-5PH |
Ce que ça fait pour le tuyau |
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Cr |
14.0–15.5 |
Film passif ; résistance à la corrosion proche du niveau 304 |
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Ni |
3.5–5.5 |
Stabilise l'austénite lors du chauffage, permet une martensite complète lors de la trempe |
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Cu |
2.5–4.50 |
Forme les précipités ε-Cu qui assurent le durcissement au vieillissement |
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Nb + Ta |
0.15–0.45 |
Le raffinement du grain réduit le risque de sensibilisation |
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C |
Inférieur ou égal à 0,07 |
Maintenu à un niveau bas pour protéger la ténacité et la soudabilité |
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Fe |
Équilibre |
Matrice |
Comment la température de vieillissement détermine la résistance, la ténacité et le risque de fissuration
15-5PH est fourni dans la condition A, un état traité en solution-suffisamment souple pour être usiné. Les propriétés finales proviennent d’une seule étape de vieillissement à basse température. Le choix de la température de vieillissement est la décision la plus importante du cahier des charges.
L'échelle H900 à H1150
| Condition | Vieillissement | Traction, min | 0,2 % de rendement, minimum | Allongez-vous. min (L/T) | Dureté | Convient pour |
|---|---|---|---|---|---|---|
| État A | Solution à 1038 degrés | Pas un état de service | 363 HB maximum | Usinage uniquement | ||
| H900 | 480 degrés / 4 heures | 1310 MPa | 1170 MPa | 10 % / 6 % | 40-47 HRC | Force maximale, environnement bénin. |
| H1025 | 552 degrés / 4 h | 1070 MPa | 1000 MPa | 12 % / 8 % | 34-42 HRC | Valeur par défaut équilibrée |
| H1075 | 579 degrés / 4 h | 1000 MPa | 862 MPa | 13 % / 9 % | 31-38 HRC | Certains risques de CSC |
| H1100 | 593 degrés / 4 h | 965 MPa | 793 MPa | 14 % / 10 % | 30-37 HRC | Cycle de chlorure humide |
| H1150 | 621 degrés / 4 h | 930 MPa | 724 MPa | 16 % / 11 % | 28-37 HRC | Eau de mer, brouillard salin |
| H1150M/D | 760 degrés + 621 degrés | 795 MPa | 520 MPa | 18 % | 33 HRC maximum | NACE MR0175 acide |
Les valeurs sont minimales spécifiées par AMS 5659 / ASTM. À mesure que la température de vieillissement augmente, la résistance diminue et l’allongement, la ténacité et la résistance SCC augmentent. La température de service à long-terme doit rester égale ou inférieure à environ 315 degrés.
La condition A est un état d'usinage, pas un état de service
L'état A est un martensitique non revenu avec une faible ténacité à la rupture et une faible résistance au SCC ; il ne doit jamais constituer l'état final d'une pièce. Planifiez la séquence comme suit : machine brute dans la condition A, âge, machine finie. La variation linéaire est d'environ 0,05 % pour H900 et 0,10 % pour H1150.
Tuyau 15-5PH : tailles, conditions de livraison et limites de formage
Les tubes 15-5PH sont produits selon la norme ASTM A511 selon des tracés sans soudure et soudés-et-étirés, à partir de petites tailles d'instruments jusqu'à environ 500 mm de diamètre extérieur, paroi de 1 à 25 mm selon le diamètre ; des diamètres plus grands sont fabriqués sur commande. Presque tous les tubes sont fournis dans la condition A et vieillis après formage. Il est magnétique dans toutes les conditions, donc MPI travaille directement sur les pièces finies.
Plaque 15-5PH : plage d'épaisseurs et approvisionnement en laminés plats
Les plaques et feuilles conformes à l'AMS 5862 arrivent dans la condition A à environ 38 HRC maximum, de la feuille mince ~0,5 mm jusqu'à la plaque ~100 mm, des largeurs jusqu'à ~1 500 mm et des longueurs jusqu'à 6 000 mm, coupées-aux-dimensions disponibles. La plaque est laminée en croix-à travers une section épaisse - exactement là où se forment des longerons de ferrite delta-en 17-4PH - donc pour une pièce chargée dans son épaisseur, les propriétés transversales décident de la survie.
Delta Ferrite et ténacité transversale : la vraie raison de spécifier 15-5PH
Que font le chrome et le nickel dans une matrice martensitique
Dans un acier inoxydable martensitique, le chrome stabilise la ferrite et le nickel stabilise l'austénite.. 17-4L'équilibre riche en chrome du PH-favorise les longerons de ferrite delta alignés avec la direction de travail -sites d'initiation des fissures-sous une charge d'épaisseur-.
Le 15-5PH abaisse le chrome à 14,0-15,5 % et élève le nickel à 3,5-5,5 %, produisant une structure plus isotrope. La refusion VAR/ESR élimine les inclusions de sulfures. Les valeurs Charpy transversales publiées pour le 15-5PH sont d'environ 30 à 50 % supérieures au 17-4PH dans des conditions équivalentes.
Là où l’avantage disparaît
- Feuille fine et fil fin :une solidification rapide laisse peu de place à la ferrite delta ; les qualités sont presque interchangeables et le 17-4PH est moins cher.
- Charge purement longitudinale sur une section modeste :l'avantage transversal n'a aucun cas de charge sur lequel agir.
- Température de service :Le 15-5PH est un alliage à haute-résistance à température ambiante et modérément élevée, et non un alliage résistant à la chaleur (plafond ≈315 degrés).
- Sur la corrosion :Le 15-5PH fonctionne à un niveau d'environ 304 et est nettement meilleur que les nuances martensitiques de la série 400, mais il ne remplace pas le 316 ou une nuance duplex en service à haute teneur en chlorure ou en acide fortement oxydant.
Approvisionnement régional : Moyen-Orient et Europe
Moyen-Orient - Arabie saoudite et Émirats arabes unis
Le 15-5PH en H1025 ou H1150 est un choix courant pour les outils de fond de trou, les vannes de tête de puits et les arbres de pompe spécifiés pourAramco saoudienneetADNOCexigences matérielles. L'environnement chlorure exclut la force de pointe du H900, et les limites de service acide NACE MR0175- poussent souvent les spécifications vers le H1150M.
Europe - Allemagne et Italie
La nuance est spécifiée pour les plaques structurelles aérospatiales et les composants de vannes et de pompes de précision, presque toujours avecFR 10204 3.1certification et prise en compte de la DESP 2014/68/UE pour les pièces sous pression. Nous fournissons les deux régions à partir de stocks et des programmes-sur commande-avec une traçabilité thermique complète.
Commande de 15-5PH : que mettre sur le bon de commande
| Champ | Que déclarer | Pourquoi c'est important |
|---|---|---|
| ID d’alliage et de qualité | 15-5PH, UNS S15500, XM-12 | "A564" à lui seul ne distingue pas le XM-12 du Grade 630 |
| Forme du produit | Tube sans soudure/tube soudé/plaque/feuille | Détermine la spécification applicable |
| Spécification | ASTM A511 (tube), AMS 5862 (plaque), AMS 5659 (barre) | La forme et la spécification doivent correspondre |
| État de livraison | Etat A, ou vieilli H900/H1025/H1150/H1150M | La condition A n'est pas une condition de service |
| Pratique de la fonte | VAR ou ESR, déclaré sur certificat | Favorise les propriétés transversales et la propreté |
| Attestation | FR 10204 3.1 minimum, traçabilité thermique | Nécessaire pour une utilisation finale dans l’aérospatiale et le nucléaire |
FAQ
Q1 : Le tuyau 15-5PH est-il plus résistant que le tuyau 316L ?
Oui, de loin - 15-5Le rendement du PH H1025 est d'environ 1 000 MPa contre environ 170 à 310 MPa pour le 316L. Mais le 316L gagne en termes de formabilité et de corrosion uniforme dans de nombreux milieux ; Le 15-5PH est choisi là où le rapport résistance-poids et dureté compte.
Q2 : Puis-je remplacer le tuyau 17-4PH par un tuyau 15-5PH ?
Seulement si la conception ne repose pas sur une -ténacité transversale ou une grande-uniformité de section. 17-4PH peut transporter de la ferrite delta-qui affaiblit ces directions. Si le dessin indique 15-5PH, n'échangez pas sans l'approbation de l'ingénierie-- le nom de la qualité ne correspond pas à la spécification complète.
Q3 : Quelle condition de traitement thermique-résiste le mieux à la corrosion sous contrainte due aux chlorures ?
H1150, la condition de sur-vieilli, donne la contrainte de seuil SCC la plus élevée et est indépendante de la direction-car il n'y a pas de longerons de ferrite. Le H900 est le plus sensible.
Q4 : Quelle norme couvre les tuyaux 15-5PH ?
Le tuyau/tube est généralement fourni selon la norme ASTM A511 (tube mécanique sans soudure) ou selon les spécifications aérospatiales AMS 5659/AMS 5862, ou selon les spécifications du client ; la plaque est ASTM A693 (XM-12), la barre ASTM A564, les pièces forgées ASTM A705.
Q5 : Le vieillissement déforme-t-il les dimensions des tuyaux ?
Au minimum. Le vieillissement est une étape de précipitation à basse température, et non une transformation de phase, la distorsion est donc faible. La pratique standard consiste à usiner dans la condition A et à vieillir en dernier, c'est pourquoi « Condition A + âge jusqu'à H1025 » est une voie d'approvisionnement courante.
Appel à l'action
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