مقارنة بين 440 و431 من الفولاذ المقاوم للصدأ: -الكربون المارتنسيتي العالي مقابل النيكل-درجة المارتنسيت المضافة

440 (التسمية العامة 440A/B/C) و431 عبارة عن فولاذ مارتنسيتي مقاوم للصدأ عالي الأداء-، مع وجود اختلاف أساسي في عناصر صناعة السبائك واتجاه الأداء. 440 عالي-الكربون (C=0.60-1.20%)، مع التركيز على الصلابة ومقاومة التآكل؛ 431 يضيف النيكل (Ni=1.20-2.00%)، مع التركيز على القوة والمتانة العالية. كلاهما مناسب للمكونات الميكانيكية{10}}عالية الأداء، مع وجود اختلافات واضحة في متطلبات حمل الصدمات ومقاومة التآكل.

مقارنة المعلمة الأساسية

المعلمة	440 الفولاذ المقاوم للصدأ	431 الفولاذ المقاوم للصدأ
التركيب الكيميائي (بالوزن٪)	C=0.60-1.20، Si أقل من أو يساوي 1.00، Mn أقل من أو يساوي 1.00، P أقل من أو يساوي 0.040، S أقل من أو يساوي 0.030، Cr=16.00-18.00، Fe= الرصيد	C=0.15-0.25، Si أقل من أو يساوي 1.00، Mn أقل من أو يساوي 1.00، P أقل من أو يساوي 0.040، S أقل من أو يساوي 0.030، Cr=15.00-17.00، Ni=1.20-2.00، Fe= الرصيد
الخواص الميكانيكية (المروي والمخفف)	قوة الشد أكبر من أو تساوي 795-950MPa، قوة الخضوع أكبر من أو تساوي 550-700MPa، الاستطالة أكبر من أو تساوي 10-12%، الصلابة 55-62HRC	قوة الشد أكبر من أو تساوي 1080MPa، قوة الخضوع أكبر من أو تساوي 880MPa، الاستطالة أكبر من أو تساوي 12%، الصلابة 38-43HRC
درجة حرارة الخدمة	-20 درجة إلى 250 درجة (الخدمة المستمرة)	-40 درجة إلى 450 درجة (الخدمة المستمرة)
الدرجات المعادلة	SUS440A/B/C (JIS)، EN 1.4104/1.4109/1.4125، UNS S44002/S44003/S44004	SUS431 (JIS)، EN 1.4057، UNS S43100

اختلافات الأداء الرئيسية: 1. الصلابة ومقاومة التآكل: محتوى الكربون العالي 440 يؤدي إلى صلابة عالية جدًا (55-62HRC) ومقاومة تآكل ممتازة؛ يؤدي محتوى الكربون المتوسط ​​وإضافة النيكل في 431 إلى صلابة أقل (38-43HRC) ومقاومة تآكل ضعيفة . 2. القوة والمتانة: يتمتع 431 بقوة شد أعلى (أكبر من أو يساوي 1080MPa) وصلابة ممتازة (صلابة تأثير أكبر من أو تساوي 50J عند -40 درجة)، ومناسب لأحمال الصدمات؛ صلابة 440 ضعيفة (صلابة التأثير أقل من أو تساوي 15-20J)، عرضة للكسر الهش. 3. مقاومة التآكل: تعمل إضافة النيكل 431 على تحسين مقاومة التآكل، أفضل من 440 في بيئات التآكل الجوي والضعيفة؛ 440 مناسب فقط للبيئات الجافة. 4. أداء درجات الحرارة العالية: درجة حرارة خدمة 431 (450 درجة) أعلى بمقدار 200 درجة من 440 (250 درجة).

تمييز السيناريو المطبق: 440 مناسب للمكونات التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل- وحمل منخفض التأثير، مثل-أدوات القطع المتطورة وكرات المحامل ومجاري المجاري المائية وقلوب القوالب الدقيقة والمشارط الجراحية وأدوات القياس. 431 ومناسب للمكونات التي تتطلب قوة عالية ومتانة عالية ومقاومة للتآكل، مثل أعمدة تشغيل السيارات ومكونات التعليق وأجسام صمامات الضغط العالي-وأجزاء الآلات البحرية وملحقات محركات الطائرات.

أسئلة وأجوبة عملية

س1: ما هو دور النيكل في 431؟ A1: النيكل هو عامل استقرار قوي للأوستينيت، والذي يعمل على تحسين هيكل المارتينسيت أثناء المعالجة الحرارية ويحسن المتانة؛ أنه يعزز استقرار فيلم التخميل السطحي ويحسن مقاومة التآكل؛ تعد صلابة 431 ومقاومتها للتآكل أفضل بكثير من الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي الخالي من النيكل.

س 2: لماذا 440 غير مناسب لمكونات حمل الصدمات؟ ج2: يؤدي محتواها العالي جدًا من الكربون- إلى انخفاض صلابتها؛ تحت تأثير الحمل، يكون عرضة للتقطيع أو التشقق؛ على سبيل المثال، سكاكين المطبخ 440C حادة ولكن من السهل أن تتشقق إذا سقطت، في حين أن 431 مكونًا يمكن أن يتحمل تأثيرًا معينًا دون تلف.

س3: هل يمكن استخدام 431 في البيئات البحرية؟ ج3: نعم. مقاومتها للتآكل في البيئات الجوية البحرية أفضل من 410 و420 و440؛ إنها مناسبة للمكونات الميكانيكية البحرية مثل ملحقات هيكل السفينة وأعمدة المضخة؛ بالنسبة للمكونات المغمورة في مياه البحر لفترة طويلة، يوصى باستخدام 316 لترًا.

س4: ما هي عملية المعالجة الحرارية المناسبة لـ 440 لتحقيق صلابة عالية جدًا-؟ A4: يطفئ عند 1010-1090 درجة، زيت بارد + درجة حرارة 150-220 درجة، تبريد الهواء؛ درجات فرعية مختلفة لها درجات حرارة مختلفة قليلاً: 440A (التبريد 1010-1050 درجة)، 440C (التبريد 1050-1090 درجة)؛ تجنب التقسية عند 300-450 درجة لمنع هشاشة المزاج.

س5: كيف يتم الاختيار بين 440 و 431؟ A5: اختر 440 إذا كانت مقاومة التآكل العالية جدًا-هي المتطلب الأساسي وكان حمل الصدمات صغيرًا؛ اختر 431 إذا كانت القوة العالية والمتانة العالية ومقاومة التآكل مطلوبة وكان حمل الصدمات موجودًا.