Características de los productos
Resistencia ultra-alta y excelente tenacidad lateral (ventaja central)
La principal ventaja de 15-5PH radica en su capacidad para lograr una resistencia y dureza extremadamente altas mediante un tratamiento térmico simple, manteniendo al mismo tiempo una excelente tenacidad transversal. Después del tratamiento con solución, esta aleación exhibe una estructura martensítica con bajo contenido de carbono con una dureza menor o igual a 38 HRC. El endurecimiento por precipitación se puede obtener mediante un único tratamiento de envejecimiento a 480-620 grados, y el nivel de resistencia se puede ajustar de manera flexible variando la temperatura de envejecimiento.
Comparación de propiedades mecánicas a diferentes efectos de temperatura y tiempo (estándar AMS 5659):
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Condición de envejecimiento |
Resistencia a la tracción (MPa) |
Límite elástico 0,2% (MPa) |
Alargamiento A50 (%) |
Reducción del área de sección transversal-(%) |
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480 grados (H900) |
Mayor o igual a 1310 |
Mayor o igual a 1172 |
Mayor o igual a 10 |
Mayor o igual a 35 |
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550 grados (H1025) |
Mayor o igual a 1069 |
Mayor o igual a 1000 |
Mayor o igual a 12 |
Mayor o igual a 40 |
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580 grados (H1075) |
Mayor o igual a 1000 |
Mayor o igual a 862 |
Mayor o igual a 13 |
Mayor o igual a 45 |
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620 grados (H1150) |
Mayor o igual a 931 |
Mayor o igual a 724 |
Mayor o igual a 16 |
Mayor o igual a 50 |
Su límite elástico es 3-5 veces mayor que el del acero inoxidable 304 (≈220 MPa). Más importante aún, el 15-5PH exhibe una tenacidad transversal significativamente mejor que el 17-4PH. Al mismo nivel de resistencia, 15-5PH tiene un mayor alargamiento y reducción de área que 17-4PH, siendo la ventaja aún más pronunciada en productos de sección grande.
Buena resistencia a la corrosión
La resistencia a la corrosión del 15-5PH es equivalente a la del acero inoxidable 304 (SS 304), y funciona bien en ambientes atmosféricos, agua dulce, ácido diluido y soluciones salinas. Su alto contenido de cromo (14-15,5%) forma una densa película de pasivación de Cr₂O₃, que proporciona una resistencia fundamental a la corrosión. En comparación con el 17-4PH, el 15-5PH exhibe una resistencia comparable o ligeramente superior a las picaduras y al agrietamiento por corrosión bajo tensión, particularmente con una mejor uniformidad microestructural en productos de sección grande, lo que resulta en un menor riesgo de corrosión localizada.
Sin embargo, tenga en cuenta que el 15-5PH debe evaluarse cuidadosamente para su uso a largo plazo-en ambientes de alta-temperatura con altas concentraciones de cloruro, ya que su resistencia a la corrosión no es tan buena como la de los aceros inoxidables austeníticos (por ejemplo, 316L). Esta aleación no es adecuada para ambientes fuertemente ácidos o con alto contenido de cloruro.
Excelente simplicidad del tratamiento térmico.
Una de las ventajas más importantes de 15-5PH es su sencillo proceso de tratamiento térmico.-La propiedad de "endurecimiento por envejecimiento en un solo paso" es una ventaja fundamental para sus aplicaciones de ingeniería. Similar al 17-4PH, el 15-5PH tiene una estructura martensítica después del tratamiento con solución y puede fortalecerse con un único tratamiento de envejecimiento, eliminando la necesidad de procesos de enfriamiento complejos. Esto reduce significativamente los costos de procesamiento y los riesgos de deformación.
Tratamiento de solución:
Calentar a 1020-1060 grados, mantener la temperatura y luego enfriar rápidamente (enfriamiento con aceite o aire) para obtener una estructura martensítica.
Tratamiento térmico temporizado:
Seleccione una temperatura dentro del rango de 480-620 grados para un solo envejecimiento. Después de mantener a esta temperatura durante 1 a 4 horas, enfríe al aire. El fortalecimiento se logra mediante la precipitación dispersa de la fase ε-Cu.
Nota:
Durante el tratamiento térmico 15-5PH, los cambios dimensionales son mínimos (aproximadamente 0,05-0,10%), lo que es superior al 17-4PH, lo que lo hace adecuado para aplicaciones con requisitos de control dimensional de alta precisión.
Buenas propiedades de mecanizado y soldadura.
El 15-5PH presenta buena trabajabilidad en frío y en caliente, lo que permite forjarlo, laminarlo y estamparlo. En estado recocido en solución, tiene una dureza moderada (menor o igual a 38 HRC) y mejor maquinabilidad que 17-4PH, lo que lo hace adecuado para procesos de conformado como torneado, fresado, taladrado y rectificado utilizando métodos de mecanizado convencionales.
Tiene buena soldabilidad y se puede unir mediante métodos de soldadura convencionales (TIG, MIG, SMAW), con procedimientos de soldadura similares a los de los aceros inoxidables serie 300. Se recomienda utilizar materiales de relleno 15-5PH correspondientes durante la soldadura, y las propiedades mecánicas de la zona afectada por el calor-se pueden restaurar mediante un tratamiento térmico de envejecimiento después de la soldadura. En comparación con los aceros inoxidables martensíticos convencionales, el 15-5PH presenta una soldabilidad y tenacidad significativamente mejoradas debido a su diseño con contenido de carbono ultrabajo y su adición de niobio.
Nota: Esta aleación es ferromagnética, a diferencia de los aceros inoxidables austeníticos, y, por lo tanto, no es adecuada para aplicaciones que no requieren-magnetismo (como equipos de resonancia magnética e instrumentos electrónicos de precisión).
Excelente resistencia a la fatiga y estabilidad microestructural-a largo plazo
15-5PH exhibe una excelente resistencia a la fatiga. Su combinación de alta resistencia y buena tenacidad le permite funcionar excepcionalmente bien en condiciones de carga cíclica. Bajo envejecimiento-a temperatura moderada-a largo plazo (aproximadamente 300 grados), su microestructura (con aproximadamente 1% de contenido de austenita y fases de precipitación de cobre) demuestra una estabilidad significativa a largo plazo, lo cual es beneficioso para mantener las propiedades mecánicas durante el servicio prolongado.
Estabilidad térmica-a largo plazo:
15-5PH exhibe una buena estabilidad microestructural y mantiene efectos estables de endurecimiento por envejecimiento cuando está en servicio a temperaturas de hasta 300 grados durante períodos prolongados.
Aplicaciones típicas:
componentes críticos, como las piezas estructurales de los postes de los motores de los aviones, que necesitan mantener las propiedades mecánicas en condiciones de servicio de temperatura moderada-a largo plazo-plazo.
Especificaciones técnicas
Composición química (ASTM A564 / UNS S15500)
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Elemento |
Requisitos estándar |
Notas |
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cr |
14.0 - 15.5% |
Elementos centrales que forman una densa película de pasivación, proporcionando resistencia básica a la corrosión. |
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Ni |
3.5 - 5.5% |
Elementos austenitizantes, ajustan el punto de transformación martensítica, mejoran la tenacidad |
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Cu |
2.5 - 4.5% |
Los elementos centrales precipitados y endurecidos, que forman fases de ε-Cu durante el tratamiento de envejecimiento, lo que da como resultado un fortalecimiento de la dispersión. |
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Nb (+Ta) |
0.15 - 0.45%( Mayor o igual a 5×C) |
Los elementos formadores de carburo-(NbC) refinan los granos y participan en el fortalecimiento de la precipitación. |
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C |
Menor o igual a 0,07% |
El diseño ultra-bajo en carbono minimiza la segregación de carburo al máximo, lo que garantiza soldabilidad y dureza. |
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Minnesota |
Menor o igual a 1,00% |
Desoxidante |
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Si |
Menor o igual a 1,00% |
Desoxidante |
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P |
Menor o igual a 0,030% |
Elementos de impureza, estrictamente controlados. |
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S |
Menor o igual a 0,015% |
Elementos de impureza, estrictamente controlados. |
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fe |
Cantidad restante |
Elemento matricial |
Propiedades físicas
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Propiedad |
Valor/Rango |
Condiciones de prueba |
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Densidad |
7.75 - 7.80 g/cm³ |
Temperatura ambiente (20 grados) |
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Punto de fusión |
1400 - 1440 grado |
- |
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Resistividad |
≈ 0.80 μΩ·m |
Temperatura ambiente |
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Conductividad térmica |
≈ 16 W/(m·K) |
Temperatura ambiente |
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Coeficiente de expansión térmica (20-100 grados) |
≈ 10.9 × 10⁻⁶ /K |
Temperatura ambiente a 100 grados. |
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Módulo elástico (módulo de Young) |
≈ 200 GPa |
Temperatura ambiente |
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relación de Poisson |
≈ 0.27 - 0.30 |
Temperatura ambiente |
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Magnetismo |
Magnético (ferromagnético) |
Estructura martensítica, que exhibe ferromagnetismo. |
Propiedades mecánicas (Solución-tratada y envejecida, valores típicos, AMS 5659)
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Condición de envejecimiento |
Resistencia a la tracción (MPa) |
Límite elástico0,2% (MPa) |
Alargamiento A50 (%) |
Reducción del área de sección transversal- (%) |
Dureza (HRC) |
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480 grados (H900) |
Mayor o igual a 1310 |
Mayor o igual a 1172 |
Mayor o igual a 10 |
Mayor o igual a 35 |
40-47 |
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550 grados (H1025) |
Mayor o igual a 1069 |
Mayor o igual a 1000 |
Mayor o igual a 12 |
Mayor o igual a 40 |
34-42 |
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580 grados (H1075) |
Mayor o igual a 1000 |
Mayor o igual a 862 |
Mayor o igual a 13 |
Mayor o igual a 45 |
31-38 |
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620 grados (H1150) |
Mayor o igual a 931 |
Mayor o igual a 724 |
Mayor o igual a 16 |
Mayor o igual a 50 |
28-37 |
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Nota: El nivel de resistencia de 15-5PH se puede ajustar de manera flexible según la temperatura de envejecimiento. Cuanto menor es la temperatura de envejecimiento, mayor es la resistencia, pero el alargamiento disminuye; por el contrario, a medida que aumenta la temperatura de envejecimiento, la resistencia disminuye, mientras que la plasticidad y la tenacidad mejoran.
Rendimiento a alta-temperatura
15-5PH mantiene un alto nivel de resistencia dentro del rango de menos de 300 grados o igual, y la temperatura máxima de uso recomendada no debe exceder los 315 grados. Más allá de esta temperatura, la fase de endurecimiento por precipitación se volverá gradualmente más gruesa, lo que provocará una disminución de la resistencia.
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Temperatura |
Estado de mantenimiento del rendimiento |
Explicación |
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Temperatura ambiente (20 grados) |
100% (pico) |
La aleación H900 puede alcanzar una resistencia a la tracción de hasta 1310 MPa. |
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100 grados |
Mayor o igual al 90% |
La fuerza está bien mantenida. |
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200 grados |
Mayor o igual al 85% |
Todavía puede mantener una alta resistencia. |
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300 grados |
Mayor o igual al 75% |
Se recomienda utilizar el límite superior durante un período prolongado. |
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>400 grados |
Disminución significativa |
El engrosamiento del precipitado conduce a una rápida disminución de la fuerza. |
Estabilidad térmica-a largo plazo:
15-5PH exhibe una buena estabilidad microestructural durante el servicio a largo plazo a temperaturas inferiores o iguales a 300 grados:
El contenido de austenita permanece estable:
El contenido de austenita residual/retrogresión de aproximadamente el 1 % permanece casi sin cambios durante los procesos de envejecimiento a largo plazo-.
La fase de precipitación de cobre se mantiene estable:
la fase de fortalecimiento de la precipitación no se espesa significativamente durante los procesos de envejecimiento de temperatura moderada-a largo plazo.
Efecto de endurecimiento del envejecimiento-a largo plazo:
Durante el envejecimiento-a largo plazo a aproximadamente 300 grados, las fluctuaciones en la composición del cromo (descomposición espinodal) pueden proporcionar un incremento adicional de dureza.
La exposición prolongada por encima de los 400 grados puede provocar la precipitación de la fase G (fase enriquecida con Ni-Mn-Si) y una descomposición espinodal intensificada del Cr, que puede afectar la tenacidad.
Sistema de tratamiento térmico
El rendimiento final de 15-5PH depende en gran medida del régimen de tratamiento térmico, con las siguientes especificaciones comunes:
1. Tratamiento en solución (para obtener estructura martensítica):
Calentar a 1020-1060 grados, mantener durante un tiempo suficiente (aproximadamente 30-60 minutos por pulgada de espesor) y luego enfriar rápidamente (enfriamiento con aceite o aire). Esto da como resultado una estructura martensítica con bajo contenido de carbono, preparándola para el posterior envejecimiento y endurecimiento por precipitación. La dureza tratada con solución es inferior o igual a 38 HRC, con buena maquinabilidad.
2. Tratamiento de temperatura de envejecimiento (endurecimiento por precipitación para lograr el grado de resistencia objetivo):
Seleccione la temperatura de mantenimiento según el grado de resistencia objetivo:
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Condición de envejecimiento |
Temperatura de envejecimiento |
Tiempo de espera |
Método de enfriamiento |
Nivel de fuerza objetivo |
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H900 |
480 grados |
1 hora |
Enfriado-por aire |
Intensidad máxima |
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H925 |
495 grados |
4 horas |
Enfriado-por aire |
Resistencia ultra-alta |
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H1025 |
550 grados |
4 horas |
Enfriado-por aire |
Alta resistencia y buena tenacidad |
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H1075 |
580 grados |
4 horas |
Enfriado-por aire |
Resistencia media + buena tenacidad |
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H1100 |
593 grados |
4 horas |
Enfriado-por aire |
Resistencia media + buena tenacidad |
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H1150 |
620 grados |
4 horas |
Enfriado-por aire |
Dureza y resistencia a la corrosión óptimas |
Nota:
- El tratamiento de la solución debe realizarse antes del mecanizado mecánico final, y el tratamiento de envejecimiento se puede realizar después del mecanizado para aprovechar la mejor maquinabilidad del estado-tratado con la solución.
- Cuanto menor sea la temperatura de envejecimiento, mayor será la resistencia y menor el alargamiento; A medida que aumenta la temperatura de envejecimiento, la resistencia disminuye mientras que la ductilidad y la tenacidad mejoran.
- El cambio dimensional después del tratamiento térmico es de aproximadamente 0,05-0,10 %, lo que es mejor que 17-4PH, lo que lo hace adecuado para aplicaciones con requisitos de control dimensional precisos. Se recomienda realizar un tratamiento térmico de envejecimiento después de la soldadura para restaurar las propiedades mecánicas de la zona afectada por el calor.
Medios aplicables
Entorno atmosférico:
Muestra buena resistencia a la corrosión tanto en atmósferas normales como industriales.
Agua dulce:
Demuestra una excelente resistencia a la corrosión en agua dulce y potable.
Ácidos diluidos:
Muestra buena resistencia a la corrosión en ácido nítrico diluido, ácido acético diluido y ácido fosfórico diluido.
Ambiente de niebla salina:
Su resistencia a la corrosión en ambientes marinos con niebla salina es comparable a la del acero inoxidable 304, pero existe el riesgo de corrosión por picaduras y grietas.
Medios de petróleo y gas:
Adecuado para entornos de petróleo y gas que contienen CO₂; Se requiere una evaluación cautelosa en ambientes ácidos que contienen H₂S.
Medios de la industria alimentaria:
Cumple con los requisitos para materiales en contacto con alimentos.
Nota: 15-5PH no es resistente a medios extremadamente corrosivos como el ácido clorhídrico concentrado a alta -temperatura, el ácido fluorhídrico y el ácido sulfúrico hirviendo. Su resistencia a la corrosión es limitada en ambientes de alta-temperatura que contienen altas concentraciones de cloruros, y no se recomienda su uso en ambientes fuertemente ácidos o con alto contenido de iones de cloruro.
15-5PH (XM-12/UNS S15500) está diseñado específicamente para aplicaciones exigentes que requieren una combinación de alta resistencia, alta tenacidad, excelentes propiedades transversales y buena resistencia a la corrosión. Es particularmente adecuado para componentes estructurales de alto rendimiento de sección grande y se recomienda su uso en las siguientes áreas:
Campos de aplicación
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Aeroespacial (aplicaciones principales)
● Componentes estructurales de aeronaves: largueros de alas, estructuras de fuselaje (como el Boeing 737-600)
● Componentes del tren de aterrizaje: Pasador de acero del soporte del cuello del eje delantero del tren de aterrizaje principal (Boeing 767, etc.)
● Componentes del motor: disco del compresor, palas, sujetadores de alta-resistencia
● Varios componentes como pestillos de tapa de escotilla, resortes, etc. -
Ingeniería Marina y Plataformas Offshore
● Componentes estructurales de plataformas marinas, cubiertas para helicópteros.
● Ejes de hélice de barcos, componentes de válvulas de bombas, conjuntos de válvulas submarinas
● Fijadores para entornos con alto contenido de niebla salina- (se recomienda utilizarlos con tratamiento de superficies) -
Petroquímica y Energía
● Tambores de residuos de la industria nuclear, vástagos de válvulas de centrales nucleares.
● Válvulas de alta-presión (núcleo/vástago de válvula), eje de bomba
● Pernos de alta-resistencia, componentes del eje del reactor, estructuras de soporte de carga-resistentes a la corrosión-
● Engranajes, acoplamientos y componentes mecánicos de alta-resistencia -
Precisión médica
● instrumentos quirúrgicos, herramientas ortopédicas y taladros dentales de alta-resistencia (dimensionalmente estables y biocompatibles) -
Fabricación de maquinaria general
● Ejes, componentes de turbinas y moldes de alta-resistencia
● Componentes mecánicos de precisión
Entrega y personalización
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Forma |
 Hoja/Placa
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 Barra/varilla
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 Tubería / Tubo
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 Bobina de tira/hoja
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 Alambre/alambrón
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Gama convencional |
Espesor: 0.5 - 100 mm |
Diámetro Φ6-500 mm |
Diámetro exterior Φ10-300mm |
Espesor: 0,1 – 3,0 mm |
Diámetro Φ0.5-10mm |
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Capacidad de personalización |
Placas-laminadas en caliente o en frío-, placas ultra-delgadas (a partir de 0,1 mm), piezas estampadas, longitud-corte a dimensiones especificadas, tratamientos superficiales especiales (decapado, pulido) |
Barras forjadas, barras{0}}laminadas en caliente, barras pulidas, barras conformadas y diferentes condiciones de tratamiento térmico (recocido, estabilización) |
Tubos sin costura/tubos soldados (cumplen con ASTM A789/A790), corte de longitud-fija, tubos en U- |
Materiales en tiras de precisión, material en bobina para estampado, corte laminado, ancho no-estándar, película protectora especial |
Trefilado de precisión, alambre para resortes, alambre de relleno para soldadura |
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Preguntas frecuentes
P: ¿Cuáles son las principales ventajas del 15-5PH?
P: ¿Cuáles son las diferencias entre 15-5PH y 17-4PH? ¿Cómo elegir entre ellos?
P: ¿Cuál es la diferencia entre el acero inoxidable 15-5PH y el acero inoxidable 304? ¿Cómo elegir?
P: ¿Cuál es la temperatura máxima de funcionamiento para 15-5PH?
P: ¿Cuál es el rendimiento de soldadura de 15-5PH?
P: ¿Cuál es la resistencia a la corrosión del 15-5PH?
P: ¿Puede el 15-5PH reemplazar al 17-4PH o al 304?
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