410 vs 420 martensiittiset ruostumattomat teräkset: hitsattava kohtalainen lujuus vs korkea-kovuus kulutuskestävyys

Yleiskatsaus martensiittinen perhe

410 ja 420 kuuluvat martensiittisten ruostumattomien terästen perheeseen, joka on lämpökäsittelyllä karkaistava ja magneettinen kaikissa lämpötiloissa. Toisin kuin austeniittiset teräslajit, kuten 304 tai 316, martensiittiset teräslaadut saavuttavat lujuutensa ja kovuutensa sammutus-ja-karkaisujakson kautta: teräs austenitisoidaan, karkaistaan ​​martensiitiksi ja sitten karkaisu kovuuden ja sitkeyden tasapainottamiseksi. Hehkutetussa tilassa ne ovat riittävän pehmeitä koneistettavaksi ja kovettumisen jälkeen ne toimivat kulutuspinnoina ja leikkuureunana. Perheessä 410 edustaa vähähiilistä, hitsattavaa päätä, kun taas 420 edustaa korkeampaa-hiiltä karkaistavaa päätä, jossa kulutuskestävyys on etusijalla.

Kemiallinen koostumus

Taulukossa 1 verrataan kahden arvosanan koostumusta. Hiilipitoisuus on ratkaiseva ero: 0,15 % maksimi 410:lle ja 0,16-0,25 % 420:lle.

Vastaavat nimitykset: 410=UNS S41000, EN 1.4006, JIS SUS410; 420=UNS S42000, EN 1.4021, JIS SUS420J1.

Mekaaniset ominaisuudet ja kovuus

Taulukossa 2 on yhteenveto näiden kahden luokan mekaanisesta käyttäytymisestä niiden pääolosuhteissa. Luvut kuvaavat hehkutettua tilaa ja karkaisulla ja karkaisulla saavutettavaa maksimikovuutta.

420 muodostaa tiiviitä kromikarbideja kovettumisen aikana, mikä tuottaa korkean kovuuden ja reunan pysyvyyden; 410, jossa on vähemmän hiiltä, ​​muodostaa vähemmän karbideja ja pysähtyy alhaisempaan kovuuskattoon.

Hitsattavuus ja valmistus

410 on hitsattavin martensiittilaatu. Se voidaan liittää GTAW:lla tai SMAW:lla käyttämällä yhteensopivia 13 % kromia tai austeniittisia täyteaineita, esilämmittämällä 150{4}}200 asteeseen ja suorittamalla jälki-hitsauksen karkaisukäsittelyn jäännösjännityksen vähentämiseksi ja kylmähalkeilun välttämiseksi. Se taipuu ja leimaa hyvin ohuissa mitoissa. 420 käyttäytyy eri tavalla: korkeampi hiili edistää karbidin saostumista raerajoilla hitsauksen aikana, mikä haurastaa lämpö{10}}vaikutusalueen ja johtaa halkeiluihin. Siksi 420:n hitsausta ei suositella kriittisten kuormitusta{13}}kantavien osien kohdalla, ja kova kylmätyöstö ilman välihehkutusta aiheuttaa työskentelyn kovettumista ja halkeilua. Jos vaaditaan hitsattua, karkaistua komponenttia, tulee harkita 410 tai sadekarkaisulaatua, kuten UNS S17400.

Lämpökäsittely

410:n vakiokarkaisujakso on: austenitisoi 980{10}}1050 asteessa, karkaise öljyssä ja karkaise sitten 200-300 asteessa kovuuden ja sitkeyden tasapainottamiseksi. Yli 300 asteen karkaisu vähentää lujuutta, mutta parantaa hieman sitkeyttä ja korroosionkestävyyttä. 420:lle sykli käyttää korkeampaa austenitisointilämpötilaa 1010-1070 astetta suuremman karbidien määrän liuottamiseen, mitä seuraa öljysammutus ja karkaisu 150-200 asteessa kovuuden maksimoimiseksi. Ylikarkaisua 420 on vältettävä, koska se tuhoaa kulutuskestävyyden. Molemmat lajikkeet on jäähdytettävä hitaasti hehkutuksen jälkeen haurastumisen estämiseksi, ja paksujen osien nopea jäähtyminen voi aiheuttaa halkeilua.

Korroosionkestävyys

Kumpikaan laatu ei tarjoa korkeaa korroosionkestävyyttä. 410 siedä kuivia sisäolosuhteita ja lyhytaikaista-kosketusta makeaan veteen, mutta ruostuu nopeasti kosteissa, rannikko- tai lievästi kemiallisissa ympäristöissä, ellei niitä ole suojattu galvanoinnilla, jauhemaalauksella tai vastaavalla. Korkeampi hiilipitoisuus 420 alentaa sen korroosionkestävyyttä alle 410:n, joten se rajoittuu kuiviin, vähäkosteisiin palveluihin, kuten sisäkäyttöön tarkoitettuihin koneisiin ja pieniin leikkaustyökaluihin. Kumpaakaan laatua ei suositella meri-, kemian- tai elintarvikejalostuspalveluun. näissä ympäristöissä tulee valita 304 tai karkaistuva laatu, kuten UNS S17400.

Sovellukset

Valitse 410 hitsattuihin mekaanisiin osiin kuivissa ympäristöissä: pumpun akselit, venttiilirungot ja -varret, maatalouslaitteiden komponentit, uunipolttimet, höyry- ja kaasuturbiinien siivet sekä kiinnikkeet, joissa lujuus ja hitsattavuus ovat kohtuullisia. Valitse 420 ei--hitsattaville, kuluville-intensiivisille osille: puun ja muovin leikkaustyökalut, veitsen terät, kirurgiset instrumentit, kuten veitset ja pihdit, meistit, laakerit ja kiskot sekä akselit, jotka kulkevat tiivisteitä vastaan, joissa pinnan kovuus hallitsee käyttöikää.

Usein kysytyt kysymykset

Q1: Kumpi on vaikeampi, 410 vai 420?A1: 420. Karkaisun ja karkaisun jälkeen se saavuttaa noin 55 HRC:n verrattuna noin 45 HRC:hen 410:ssä, koska sen korkeampi hiilipitoisuus muodostaa enemmän kromikarbideja.

Q2: Voidaanko 420 ruostumatonta terästä hitsata?A2: Ei luotettavasti. Korkea hiilipitoisuus aiheuttaa karbidin saostumista ja halkeilua lämmön{2}}vaikutusalueella. Käytä hitsatuille karkaistuille komponenteille 410 esilämmitys- ja jälki{5}}hitsauksen karkaisulla tai sade{6}}karkaisuasteella.

Q3: Tarvitsevatko 410 ja 420 lämpökäsittelyä?A3: Saavuttaakseen täyden lujuutensa ja kovuutensa, kyllä. Ne toimitetaan yleensä hehkutettuina koneistusta varten, minkä jälkeen ne kovetetaan austenitisoimalla, öljykarkaisulla ja karkaisulla ennen huoltoa.

Q4: Ovatko 410 ja 420 korroosionkestävät?A4: Vain rajoitetussa mielessä. Molemmat kestävät kuivia sisäolosuhteita, mutta ruostuvat kosteissa, rannikko- tai kemiallisissa ympäristöissä ilman suojapinnoitteita. Ne eivät sovellu meri- tai ruokapalveluun.

K5: Mikä on tärkein koostumus ero 410:n ja 420:n välillä?A5: Hiilipitoisuus: 410 on rajoitettu enintään 0,15 %:iin, kun taas 420 sisältää 0,16-0,25 %. Kromiarvot ovat samanlaiset, 11,5-13,5 % vs. 12-14 %.

Q6: Mitkä ovat kunkin luokan tyypilliset sovellukset?A6: 410 hitsatuille mekaanisille osille, kuten pumpun akseleille, venttiilirungoille ja maatalouskomponenteille; 420 kulutusosille, kuten leikkaustyökaluille, veitsen terille, kirurgisille instrumenteille ja laakerirenkaille.