الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي 410 مقابل 420: قوة متوسطة قابلة للحام مقابل صلابة عالية ومقاومة التآكل

لمحة عامة عن عائلة مارتنسيتي

ينتمي 410 و420 إلى عائلة الفولاذ المقاوم للصدأ المارتينسيتي، والذي يمكن تصليبه بالمعالجة الحرارية والمغناطيسية في جميع درجات الحرارة. على عكس الدرجات الأوستنيتي مثل 304 أو 316، فإن درجات المارتينسيت تحقق قوتها وصلابتها من خلال الإخماد-و-دورة الحرارة: يتم الأوستنيتي للفولاذ، ثم يتم إخماده لتكوين مارتنسيت، ثم يتم تلطيفه لتحقيق التوازن بين الصلابة والمتانة. في الحالة الملدنة، تكون طرية بما يكفي لتصنيعها آليًا، وبعد التصلب تكون بمثابة أسطح تآكل وحواف قطع. ضمن المجموعة، يمثل 410 الطرف المنخفض{10}من الكربون والقابل للحام، بينما يمثل 420 الطرف الأعلى-من الكربون والقابل للتصلب حيث تكون مقاومة التآكل هي الأولوية.

التركيب الكيميائي

يقارن الجدول 1 تكوين الدرجتين. محتوى الكربون هو الفرق الحاسم: 0.15% كحد أقصى لـ 410 مقابل 0.16-0.25% لـ 420.

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

الخواص الميكانيكية والصلابة

يلخص الجدول 2 السلوك الميكانيكي للدرجتين في ظروفهما الأساسية. تعكس الأرقام حالة التلدين والحد الأقصى من الصلابة التي يمكن تحقيقها عن طريق التبريد والتلطيف.

420 يشكل كربيدات كروم كثيفة أثناء التصلب، وهو ما ينتج عنه صلابة عالية واحتفاظ بالحواف؛ 410، مع كمية أقل من الكربون، يشكل عددًا أقل من الكربيدات ويتوقف عند سقف صلابة أقل.

قابلية اللحام والتصنيع

410 هي درجة المارتنسيت الأكثر قابلية للحام. يمكن ضمها بواسطة GTAW أو SMAW باستخدام حشوات كروم متطابقة بنسبة 13% أو حشوات أوستنيتي، مع تسخين مسبق إلى 150-200 درجة ومعالجة ما بعد- تقسية اللحام لتخفيف الضغط المتبقي وتجنب التشقق البارد. إنه ينحني ويختم بشكل جيد في المقاييس الرقيقة. 420 ويتصرف بشكل مختلف: فالكربون العالي يعزز ترسيب الكربيد عند حدود الحبوب أثناء اللحام، مما يؤدي إلى إضعاف المنطقة{10}}المتأثرة بالحرارة ويؤدي إلى التشقق. لذلك، لا يوصى بلحام 420 للمكونات الحاملة للحمل الحرج-، كما أن العمل على البارد الشديد دون التلدين المتوسط ​​يؤدي إلى تصلب العمل وتشققه. عندما يكون هناك حاجة إلى مكون ملحوم وقابل للتصلب، ينبغي النظر في 410 أو درجة تصلب الترسيب مثل UNS S17400.

المعالجة الحرارية

دورة التصلب القياسية لـ 410 هي: الأوستنيت عند درجة حرارة 980-1050 درجة، ثم التبريد في الزيت، ثم التقسية عند درجة حرارة 200-300 درجة لموازنة الصلابة والمتانة. يؤدي التقسية فوق حوالي 300 درجة إلى تقليل القوة ولكنه يحسن الليونة ومقاومة التآكل قليلاً. بالنسبة لـ 420، تستخدم الدورة درجة حرارة أوستنية أعلى تبلغ 1010-1070 درجة لإذابة الحجم الأكبر من الكربيدات، يليها تبريد الزيت وتلطيفه عند 150-200 درجة لتحقيق أقصى قدر من الصلابة. يجب تجنب الإفراط في تلطيف 420 لأنه يدمر مقاومة التآكل. يجب تبريد كلا الصفين ببطء بعد التلدين لمنع التقصف، والتبريد السريع للمقاطع السميكة يمكن أن يسبب التشقق.

مقاومة التآكل

لا يوفر أي من الدرجتين مقاومة عالية للتآكل. 410 ويتحمل الظروف الداخلية الجافة والاتصال بالمياه العذبة على المدى القصير-، ولكنه يصدأ بسرعة في البيئات الرطبة أو الساحلية أو البيئات الكيميائية المعتدلة ما لم تتم حمايته بواسطة الجلفنة أو طلاء المسحوق أو ما شابه ذلك. يؤدي محتوى الكربون العالي البالغ 420 إلى تقليل مقاومة التآكل إلى أقل من 410، لذا فهو يقتصر على الخدمة الجافة والمنخفضة -الرطوبة مثل تروس الآلات الداخلية وأدوات القطع الصغيرة. لا يُنصح باستخدام أي من الدرجتين في خدمات المعالجة البحرية أو الكيميائية أو الغذائية-. بالنسبة لتلك البيئات، يجب اختيار 304 أو درجة قابلة للتصلب مثل UNS S17400.

التطبيقات

اختر 410 للأجزاء الميكانيكية الملحومة في البيئات الجافة: أعمدة المضخات، وأجسام الصمامات وسيقانها، ومكونات المعدات الزراعية، ومواقد الأفران، وشفرات توربينات البخار والغاز، والمثبتات حيث تكون القوة المعتدلة وقابلية اللحام مهمة. اختر 420 للأجزاء غير -الملحومة والتي تتعرض للتآكل-بكثافة: أدوات القطع للخشب والبلاستيك، وشفرات السكاكين، والأدوات الجراحية مثل المباضع والملاقط، والقوالب، والمحامل، والأعمدة التي تعمل ضد موانع التسرب حيث تتحكم صلابة السطح في الحياة.

الأسئلة المتداولة

س1: أي الصفين أصعب 410 أم 420؟A1: 420. بعد التبريد والتلطيف يصل إلى حوالي 55 HRC، مقارنة بحوالي 45 HRC لـ 410، لأن محتواه العالي من الكربون يشكل المزيد من كربيدات الكروم.

Q2: هل يمكن لحام الفولاذ المقاوم للصدأ 420؟ج2: غير موثوق. يتسبب المحتوى العالي من الكربون في ترسيب الكربيد وحدوث تشققات في المنطقة المتضررة بالحرارة-. بالنسبة للمكونات الملحومة القابلة للتصلب، استخدم 410 مع التسخين المسبق وبعد التسخين-للحام أو درجة تصلب بالترسيب-.

س 3: هل يحتاج 410 و 420 إلى معالجة حرارية؟ج3: أن يصلوا إلى كامل قوتهم وصلابتهم، نعم. يتم توفيرها عادة ملدنة للتصنيع، ثم تصلب عن طريق الأوستنيت، وتبريد الزيت والتلطيف قبل الخدمة.

س 4: هل 410 و 420 مقاومة للتآكل؟ج4: فقط بمعنى محدود. كلاهما يتحمل الظروف الداخلية الجافة ولكن يصدأ في البيئات الرطبة أو الساحلية أو الكيميائية بدون طبقات واقية. أنها ليست مناسبة للخدمات البحرية أو الغذائية.

س5: ما هو الفرق التركيبي الرئيسي بين 410 و 420؟A5: محتوى الكربون: 410 يقتصر على 0.15% كحد أقصى، بينما يحتوي 420 على 0.16-0.25%. نطاقات الكروم متشابهة، 11.5-13.5% مقابل 12-14%.

س6: ما هي التطبيقات النموذجية لكل درجة؟A6: 410 للأجزاء الميكانيكية الملحومة مثل أعمدة المضخة وأجسام الصمامات والمكونات الزراعية؛ 420 للأجزاء القابلة للتآكل مثل أدوات القطع وشفرات السكاكين والأدوات الجراحية وسباقات التحمل.