Poradniki / Klasy i materiały

Martenzytyczne i PH elementy złączne ze stali nierdzewnej: 410, 416 i 17-4

5 października 2026

Austenityczne stale nierdzewne, takie jak 304 i 316, dobrze odpierają korozję, ale pozostają miękkie. Jeśli element złączny potrzebuje wytrzymałości śruby ze stali stopowej, a mimo to ma przetrwać wilgoć, przechodzi się na gatunki martenzytyczne i utwardzane wydzieleniowo. Gatunki te mają na rysunku wiele nazw: 410, 416 i 17-4 PH to trzy, które kupujący elementów złącznych na zamówienie spotykają najczęściej, i zachowują się dość różnie.

Ten poradnik wyjaśnia, co je różni, co robi obróbka cieplna, gdzie każdy pasuje i jak zapisać gatunek i stan na rysunku.

Trzy gatunki w skrócie

Stal nierdzewna 410. Stal martenzytyczna z około 11.5 do 13.5 procent chromu i niską do średniej zawartością węgla. Utwardza się przez hartowanie i odpuszczanie, jak stal węglowa, i jest magnetyczna. ISO 3506 obejmuje martenzytyczne elementy złączne w grupie C1, z klasami wytrzymałości 50, 70 i 110. ASTM A193 wymienia 410 jako grade B6 do śrub.

Stal nierdzewna 416. Wersja automatowa gatunku 410. Niewielki dodatek siarki tworzy miękkie wtrącenia łamiące wiór, więc 416 łatwo się toczy i gwintuje. Siarka obniża odporność na korozję i ciągliwość, a gatunek słabo nadaje się do formowania na zimno. Należy do grupy automatowej w ISO 3506.

17-4 PH. Stal utwardzana wydzieleniowo, UNS S17400, z około 15 do 17.5 procent chromu, 3 do 5 procent niklu i 3 do 5 procent miedzi. Jest martenzytyczna w strukturze i utwardza się przez niskotemperaturowe starzenie po przesycaniu. Ma wyższą wytrzymałość niż 410 i lepszą odporność na korozję. AMS 5643 i ASTM A564 to zwykłe specyfikacje prętów.

Jak działa obróbka cieplna

410 i 416 utwardza się tak samo jak stal węglową: nagrzewanie do około 950 do 1010 °C, hartowanie w oleju lub powietrzu i odpuszczanie. Temperatura odpuszczania wyznacza wytrzymałość. Kluczowa zasada to unikanie pasma odpuszczania około 400 do 550 °C, gdzie spada ciągliwość i cierpi odporność na korozję. Zakłady odpuszczają powyżej tego pasma lub znacznie poniżej.

17-4 PH zaczyna w stanie A, przesyconym, który jest wystarczająco miękki do obróbki i walcowania gwintu. Części są następnie starzone w ustalonej temperaturze przez około godzinę. Nazwa stanu zawiera temperaturę starzenia w stopniach Fahrenheita.

Stan	Temperatura starzenia	Typowa minimalna wytrzymałość na rozciąganie
H900	Około 480 °C	Około 1,310 MPa
H1025	Około 550 °C	Około 1,070 MPa
H1075	Około 580 °C	Około 1,000 MPa
H1150	Około 620 °C	Około 930 MPa

Niższa temperatura starzenia daje wyższą wytrzymałość i niższą ciągliwość. H900 ma najwyższą wytrzymałość i najniższą ciągliwość oraz odporność na pękanie korozyjne naprężeniowe, więc wielu użytkowników morskich i naftowych zostaje przy H1025 lub wyżej. Zawsze proszę potwierdzić wartości w obowiązującej normie, takiej jak AMS 5643.

Starzenie powoduje lekkie skurczenie części, o kilka setnych procenta. Zakład to uwzględnia, a przy wąskich tolerancjach obrabia lub walcuje gwint do rozmiaru, który po starzeniu mieści się w tolerancji.

Wytrzymałość i korozja obok siebie

Gatunek	Poziom wytrzymałości	Odporność na korozję	Skrawalność	Kucie na zimno
410	Średni do wysokiego po hartowaniu i odpuszczaniu	Umiarkowana, znośna w łagodnych środowiskach	Znośna	Możliwe w stanie wyżarzonym
416	Średni	Niższa niż 410	Bardzo dobra	Słabe
17-4 PH	Wysoki po starzeniu	Lepsza niż 410, zbliżona do 304 w wielu mediach	Znośna w stanie A	Możliwe przy ostrożności, zwykle obrabiany
304 lub 316 (odniesienie)	Niski do średniego, większa wymaga umocnienia zgniotem	Dobra do bardzo dobrej	Znośna	Dobre

Wartości są typowe i zależą od stanu i wielkości przekroju. W środowisku chlorków żaden gatunek martenzytyczny nie dorównuje 316 ani gatunkom duplex, więc proszę sprawdzić środowisko przed wyborem.

Gdzie pasuje każdy gatunek

410. Części o średniej wytrzymałości w łagodnych środowiskach korozyjnych, takie jak pompy, zawory i maszyny ogólnego przeznaczenia. Tańszy od 17-4 PH i obrabialny cieplnie. Odporność na korozję jest najlepsza, gdy powierzchnia jest czysta i pasywowana.

416. Części obrabiane skrawaniem, takie jak sworznie, wkręty i złączki, gdzie głównym kosztem jest czas obróbki, a narażenie na korozję jest niewielkie. Proszę unikać go dla śrub krytycznych zmęczeniowo i tam, gdzie siarczki mają znaczenie.

17-4 PH. Elementy złączne lotnicze, zaworowe, pompowe i dla ropy i gazu, które wymagają wysokiej wytrzymałości z odpornością na korozję, w rozmiarach od małych wkrętów do dużych śrub dwustronnych. Droższy niż 410 i wymaga staranniejszej technologii.

Jeśli zastosowanie akceptuje niższą wytrzymałość, gatunek austenityczny jest często lepszą wartością. Porównanie klas wytrzymałości w klasach i gatunkach elementów złącznych stawia stal nierdzewną obok stali węglowej. Przy wysokiej temperaturze lub wodzie morskiej poza możliwościami tych gatunków proszę przeczytać o elementach złącznych z Inconelu i Monelu.

Technologia wykonania i koszt

Większość elementów złącznych z 17-4 PH jest obrabiana skrawaniem z pręta przesyconego, gwintowana przez walcowanie lub nacinanie w stanie A, a potem starzona. Niewielka liczba przechodzi kucie na zimno, głównie w mniejszych średnicach. 410 można kuć na zimno i na gorąco, a następnie poddawać obróbce cieplnej, a wybór zależy od średnicy i wolumenu. 416 jest prawie zawsze obrabiany skrawaniem. Kucie na zimno a obróbka skrawaniem wyjaśnia, dlaczego technologia zmienia cenę sztuki.

Pręt ze stali nierdzewnej jest droższy niż ze stali węglowej, a udział materiału w cenie rośnie. Proszę poprosić zakład o wycenę z podaniem formy pręta i średnicy i pamiętać, że pręt twardego gatunku szybciej zużywa narzędzia, co przekłada się na stawkę obróbki.

Pasywacja i wykończenie

Nierdzewne elementy złączne opierają się na cienkiej warstwie tlenku chromu. Po obróbce części są pasywowane w kąpieli kwasowej, np. wg procesów z ASTM A967, aby usunąć wolne żelazo i odtworzyć warstwę. Część, która pomija ten etap, może rdzewieć w teście mgły solnej, nawet jeśli jest wykonana z właściwego gatunku. Proszę nie cynkować galwanicznie martenzytycznej stali nierdzewnej bez konsultacji, ponieważ przy dużej twardości wodór jest problemem. Zasady omawia kruchość wodorowa.

Co zapisać na rysunku

• Gatunek i norma. Na przykład 17-4 PH wg AMS 5643 lub ASTM A564 albo 410 wg ISO 3506 klasa 110.
• Stan. Na przykład H1025, a nie samo “17-4”.
• Wymaganie wytrzymałości lub twardości. Wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności i zakres twardości.
• Proces gwintowania. Walcowany przed lub po starzeniu.
• Pasywacja. Norma i ewentualny test.
• Reakcja magnetyczna. Jeśli ma znaczenie, proszę o niej napisać.

Korozja w praktyce

Martenzytyczne stale nierdzewne zachowują odporność na korozję tylko wtedy, gdy chrom pozostaje w roztworze na powierzchni. Trzy typowe problemy ją podkopują.

Uczulenie i pasmo odpuszczania. Część 410 odpuszczona w złym paśmie lub w nim przetrzymana podczas obróbki może stracić odporność na korozję i ciągliwość. Zakłady tego unikają, odpuszczając poza pasmem i szybko chłodząc w jego zakresie.

Wolne żelazo na powierzchni. Stalowe narzędzia, ściernice i zanieczyszczone kosze zostawiają na części żelazo, które rdzewieje w wilgotnym pomieszczeniu. Pasywacja je usuwa, więc proszę o nią prosić przy każdej obrabianej części ze stali nierdzewnej.

Szczeliny i chlorki. Wszystkie trzy gatunki mogą ulegać wżerom w ciepłej wodzie z chlorkami. Gwint pod podkładką to idealna szczelina. Przy narażeniu przybrzeżnym lub na sól do odladzania 17-4 PH w stanie przestarzałym, takim jak H1025 lub H1150, daje lepszą odporność na korozję naprężeniową niż H900, a gatunek austenityczny lub duplex nadal może być lepszą odpowiedzią.

Testy mgły solnej porównują wykończenia, ale nie przewidują trwałości eksploatacyjnej. Jeśli część jest ważna, proszę zapytać producenta, jakie badania wykonał na tym samym stopie i tym samym wykończeniu.

Przykłady

Śruba wału pompy, M12 x 60, w pompie wody słodkiej. 410 hartowany i odpuszczany daje wystarczającą wytrzymałość przy niskim koszcie, z pasywacją powierzchni. Woda nie zawiera chlorków, więc korozja jest łagodna.

Element złączny trzpienia zaworu w zaworze morskim, śruby dwustronne M10, duże obciążenie. 17-4 PH w H1025 oferuje wysoką wytrzymałość i lepszą odporność na korozję naprężeniową niż H900. Kupujący podaje stan na rysunku i żąda wyników twardości dla każdej partii, bo twardość to szybki sprawdzian, że starzenie osiągnęło cel.

Mały toczony sworzeń, średnica 3 mm, tysiące rocznie. 416 szybko się toczy i trzyma polerowane wykończenie. Obciążenie jest lekkie, a środowisko to suche powietrze wewnątrz, więc niższa odporność na korozję jest akceptowalna.

Częste błędy przy zamawianiu

• Zapis “17-4” bez stanu, więc zakład dostarcza to, co ma na półce.
• Zapominanie, że H900 i H1150 różnią się wytrzymałością o setki MPa.
• Określanie 416 na śrubę nośną, bo jest tania w obróbce.
• Pominięcie pasywacji na rysunku.
• Uznawanie części magnetycznej za wadę, gdy gatunki martenzytyczne są z natury magnetyczne.
• Cynkowanie galwaniczne części martenzytycznych bez sprawdzenia ryzyka wodorowego.

Jedna linia na rysunku dla każdego z nich zamyka luki i zajmuje minutę.

Lista kontrolna do RFQ

• Gatunek i stan albo potrzebna właściwość i otwarty gatunek.
• Średnica, długość i gwint z klasą tolerancji.
• Środowisko: chlorki, temperatura, ciecz, rodzaj obciążenia.
• Certyfikaty: certyfikat materiałowy, zapis obróbki cieplnej, wynik twardości.
• Roczny wolumen i wielkość odbioru.

Proszę podać te szczegóły, aby oferty dotyczyły tej samej części. Na początek prześlij zapytanie RFQ, a przekażemy je maksymalnie trzem producentom pracującym z elementami złącznymi ze stali nierdzewnej.

Najczęściej zadawane pytania

Czytaj dalej

• SAE J429 Grade 5 a Grade 8: parametry śrub calowych dla kupujących
• Śruby dwustronne ASTM A193 B7, B16 i L7: jaki gatunek do urządzeń ciśnieniowych