الفولاذ المقاوم للصدأ 410 مقابل 420: مقارنة بين الدرجات المارتنسيتية منخفضة الكربون ومتوسطة الكربون
Dec 26, 2025
ترك رسالة
ينتمي 410 و420 إلى عائلة الفولاذ المقاوم للصدأ المارتينسيتي، والذي يمكن تصليبه بالمعالجة الحرارية والمغناطيسية في جميع درجات الحرارة. على عكس الدرجات الأوستنيتي، فإنها تصل إلى قوتها وصلابتها في العمل من خلال دورة التبريد والمزاج: حيث تعمل الأوستنيت على إذابة الكربيدات، ويشكل التسقية مارتنسيت صلبًا، ويعيد التقسية التوازن المتحكم فيه بين الصلابة والمتانة. ضمن العائلة، يمثل 410 الطرف المنخفض الكربون والقابل للحام حيث تكون المتانة والتصنيع أمرًا مهمًا، بينما يمثل 420 الطرف المتوسط الكربون والقابل للتصلب حيث تكون مقاومة التآكل وأداء القطع هي الأولوية.
التركيب الكيميائي
محتوى الكربون هو الفرق الحاسم بين الدرجتين. نطاقات الكروم متشابهة.
| عنصر، ٪ | 410 (SUS410) | 420 (SUS420J1) |
|---|---|---|
| الكربون (ج) | 0.15 max | 0.16-0.25 |
| السيليكون (سي) | 1.00 max | 1.00 max |
| المنغنيز (من) | 1.00 max | 1.00 max |
| الفوسفور (ف) | 0.040 max | 0.040 max |
| الكبريت (S) | 0.030 max | 0.030 max |
| الكروم (الكروم) | 11.50-13.50 | 12.00-14.00 |
| النيكل (ني) | 0.60 max | 0.60 max |
التسميات المكافئة: 410=UNS S41000, EN 1.4006, JIS SUS410; 420=UNS S42000, EN 1.4021, JIS SUS420J1. يتوافق النوع ذو الكربون الأعلى 420J2 (0.26-0.40% C) مع EN 1.4028 ويستخدم عندما يكون الحد الأقصى من الصلابة مطلوبًا.
الخواص الميكانيكية والصلابة
يتم عرض الحد الأدنى من الخصائص في الحالة المسقية والمخففة وفقًا لـ JIS G4303، مع نطاقات الصلابة العملية، أدناه.
| الملكية (مروي وخفف) | 410 (SUS410) | 420 (SUS420J1) |
|---|---|---|
| قوة الشد، MPa | 540 min | 640 min |
| 0.2% إجهاد مقاوم، MPa | 345 min | 440 min |
| صلابة بعد تصلب | حوالي 40-45 HRC | حوالي 50-55 HRC |
| ارتداء المقاومة | معتدل | عالي |
| صلابة التأثير | جيد | محدود؛ عرضة للتقطيع |
يشكل الكربون المتوسط 420 مشتتًا كثيفًا لكربيدات الكروم أثناء التصلب، وهو مصدر صلابته العالية واحتفاظه بالحواف . 410، مع كمية أقل من الكربون، يشكل كربيدات أقل، ويتوقف عند سقف صلابة أقل، ويحافظ على ليونة أفضل.
المعالجة الحرارية
بالنسبة لـ 410، تكون الدورة القياسية عبارة عن الأوستنيت عند حوالي 950-1010 درجة، والتبريد بالزيت أو الهواء، ثم التقسية عند 200-300 درجة لموازنة القوة والمتانة، أو عند 600-700 درجة لتحقيق أقصى ليونة. تجنب التقسية في نطاق حوالي 400-550 درجة، حيث يعاني فولاذ الكروم المارتنسيتي بنسبة 13% من تقصف المزاج وفقدان المتانة. بالنسبة لـ 420، يتم إجراء الأوستنيتي عند حوالي 980-1070 درجة لإذابة الحجم الأكبر من الكربيدات وإخماد الزيت، ثم يتم تلطيفه عند 150-200 درجة لزيادة صلابة أدوات القطع إلى أقصى حد، أو عند 250-400 درجة للحصول على حالة أكثر ليونة وصرامة قليلاً. الإفراط في تلطيف 420 يدمر مقاومة التآكل. يتم توفير كلا الصفين ملدينًا للتشغيل الآلي ويتم تقويتهما بعد التشغيل النهائي، لأن الطحن يكون صعبًا عند الصلابة الكاملة.
قابلية اللحام والتصنيع
410 هي درجة المارتنسيت الأكثر قابلية للحام. يمكن ضمها بواسطة GTAW أو SMAW مع حشو كروم مطابق بنسبة 13% أو حشو الأوستنيتي، مع التسخين المسبق إلى 150-250 درجة ومزاج ما بعد اللحام لتخفيف الضغط المتبقي ومنع التشقق البارد؛ يمكن لحام المقاطع الرقيقة بدون تسخين مسبق. 420 تتصرف بشكل مختلف: يعمل الكربون العالي على تعزيز رواسب المارتينسيت والكربيد الصلبة والحساسة للتشقق في المنطقة المتأثرة بالحرارة، لذلك لا يوصى باللحام للمكونات الحاملة المهمة دون تسخين مسبق دقيق وممارسة منخفضة الهيدروجين وتلطيف فوري بعد اللحام. يؤدي العمل البارد الشديد بدرجة 420 دون التلدين المتوسط إلى تصلب العمل وتشققه. عندما يكون هناك حاجة إلى مكون ملحوم وقابل للتصلب، ينبغي النظر في 410 أو درجة تصلب الترسيب مثل UNS S17400.
مقاومة التآكل والتطبيقات
يوفر كلا الصفين مقاومة محدودة للتآكل. 410 ويتحمل الظروف الداخلية الجافة والمياه العذبة والأجواء المعتدلة، ويستخدم في أعمدة المضخات وأجسام الصمامات وسيقانها وشفرات توربينات البخار والغاز والمثبتات وأجزاء الآلات الغذائية في الخدمة الجافة. 420، مع نسبة كروم أعلى قليلاً ولكن نسبة كربون أعلى بكثير، وله مقاومة مماثلة أو أفضل قليلاً للتآكل في الحالة المتصلبة ويستخدم حيثما تتحكم الصلابة: سكاكين المطبخ، والمقص، وأدوات القطع، والقالب البلاستيكي النوى، وتقليم الصمام، وحلقات الختم الميكانيكية، وأجزاء آلات النسيج. لا يناسب أي من الصفين الخدمة البحرية أو الكلوريدية أو الحمضية؛ بالنسبة لتلك البيئات، حدد درجة الأوستنيتي أو الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج، وبالنسبة للأجزاء المقاومة للتآكل القابلة للتصلب، فكر في درجات تصلب الترسيب.
الأسئلة المتداولة
س1: أي الصفين أصعب 410 أم 420؟A1: 420. بعد التبريد والتلطيف يصل إلى حوالي 50-55 HRC، مقارنة بحوالي 40-45 HRC لـ 410، لأن محتواه العالي من الكربون يشكل المزيد من كربيدات الكروم.
Q2: هل يمكن لحام الفولاذ المقاوم للصدأ 420؟ج2: غير موثوق. يسبب الكربون العالي مادة المارتينسيت الصلبة والتشقق في المنطقة المتأثرة بالحرارة. بالنسبة للمكونات الملحومة القابلة للتصلب، استخدم 410 مع التسخين المسبق وتلطيف ما بعد اللحام، أو درجة تصلب الترسيب.
س 3: هل يحتاج 410 و 420 إلى معالجة حرارية؟ج3: للوصول إلى كامل القوة والصلابة نعم. يتم توفيرها عادة ملدنة للتصنيع، ثم تصلب عن طريق الأوستنيت، وتبريد الزيت وتلطيفه قبل الخدمة.
س 4: هل 410 و 420 مقاومة للتآكل؟ج4: بدرجة محدودة فقط. كلاهما يتحمل الظروف الداخلية الجافة ولكن يصدأ في البيئات الرطبة أو الساحلية أو الكيميائية دون طبقات واقية، ولا يناسب الخدمة البحرية أو الحمضية.
س5: ما هو الفرق التركيبي الرئيسي بين 410 و 420؟A5: يقتصر محتوى الكربون . 410 على 0.15% كحد أقصى، بينما يحتوي 420 على 0.16-0.25% لـ SUS420J1. نطاقات الكروم متشابهة عند 11.5-13.5% و12-14%.
س6: ما هي التطبيقات النموذجية لكل درجة؟A6: 410 للأجزاء الميكانيكية الملحومة مثل أعمدة المضخة، وأجسام الصمامات، وشفرات التوربينات والمثبتات؛ 420 لأجزاء التآكل والقطع مثل شفرات السكاكين والمقص وأدوات القطع ونوى القالب وسباقات التحمل.
إرسال التحقيق