الفولاذ المقاوم للصدأ SUS420: صلابة عالية لتطبيقات الأدوات

ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ SUS420؟

SUS420 عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ مارتنسيتي محدد في JIS G4303 للقضبان وJIS G4304 للألواح والصفائح. يغطي التعيين SUS420J1 بنسبة 0.16-0.25% كربون وSUS420J2 بنسبة 0.26-0.40% كربون، وكلاهما يحتوي على 12.00-14.00% كروم. نظرًا لأن درجات المارتنسيت يتم تصلبها بالتبريد، فإن SUS420J2 على وجه الخصوص يمكن أن تصل إلى قيم صلابة تبلغ حوالي 50-52 HRC وما فوق بعد المعالجة الحرارية الصحيحة، مما يجعلها مادة قياسية لأدوات القطع والسكاكين والقوالب وأجزاء التآكل.

التركيب الكيميائي وفقًا لـ JIS G4303/G4304

يوضح الجدول أدناه حدود التركيب القياسية لـ SUS420J1 وSUS420J2. القيم هي النسب المئوية القصوى ما لم يتم عرض نطاق.

درجة	C	سي	من	P	S	كر
SUS420J1	0.16-0.25	1.00	1.00	0.040	0.030	12.00-14.00
SUS420J2	0.26-0.40	1.00	1.00	0.040	0.030	12.00-14.00

تتضمن التسميات المكافئة AISI 420، وEN 1.4028 (X30Cr13) لمتغير الكربون الأعلى-، وعائلة الدرجات 3Cr13/4Cr13 الصينية.

المعالجة الحرارية والصلابة

يتكون التصلب من الأوستنيت عند درجة حرارة 950-1030 درجة مئوية تقريبًا، يليها التبريد بالزيت أو الهواء، ثم التقسية. يتم استخدام التقسية في نطاق 150-370 درجة مئوية للحصول على صلابة عالية مع صلابة مفيدة، مما يعطي قيمًا نموذجية تبلغ حوالي 50-52 HRC لـ SUS420J2. عادةً ما يتم تجنب التقسية بين حوالي 425 و600 درجة مئوية لأنها تسبب انخفاضًا حادًا في صلابة الصدمات. عندما تكون هناك حاجة إلى صلابة أعلى، يتم تطبيق التقسية عند 600-750 درجة مئوية على حساب الصلابة. في الحالة الملدنة بالكامل، يكون الفولاذ ناعمًا ويمكن تشكيله بسهولة، وعادة ما يكون أقل من حوالي 223 HBW.

التصنيع والتشطيب

من الأفضل إجراء التصنيع والحفر والتشكيل في الحالة الصلبة. بعد التصلب، الطحن هو عملية التشطيب المعتادة. إذا كانت هناك حاجة إلى درجة تصنيع مارتنسيتية مجانية-، فيمكن اعتبار متغير مضاف للكبريت-بديلاً للتصنيع الآلي بكميات كبيرة-.

الخصائص الرئيسية للأدوات

الصلابة العالية: حوالي 50-55 HRC بعد التصلب والتلطيف بدرجة حرارة منخفضة، مما يوفر مقاومة ممتازة للتآكل واحتفاظًا بالحواف.

مقاومة معتدلة للتآكل: كافية للعديد من البيئات الداخلية والجافة والتآكل الخفيف، ويتم تحسينها بشكل ملحوظ عن طريق التلميع أو الطحن.

مغناطيسي: هيكل المارتنسيت مغناطيسي حديدي، وهو مفيد للتركيبات المغناطيسية والتعامل معها.

ثبات جيد للأبعاد عندما يتم تلطيفه بشكل صحيح بعد التصلب.

الأدوات المشتركة والتطبيقات الصناعية

يستخدم SUS420 لأدوات المائدة والسكاكين والأدوات الجراحية وأدوات طب الأسنان وإدراج قوالب الحقن والنوى وشفرات القص والمقص والأعمدة والبطانات وأجزاء الصمامات ومكونات التآكل العامة. إن الجمع بين الصلابة ومقاومة الصدأ يناسب أيضًا أدوات القالب في بيئات الإنتاج الرطبة، ومكونات المضخة والصمام حيث تكون مقاومة التآكل المعتدلة كافية.

الأسئلة المتداولة

Q1: ما هي الصلابة التي يمكن أن يصل إليها SUS420J2؟

A1: بعد التصلب والتلطيف بدرجة حرارة منخفضة-، يصل SUS420J2 عادةً إلى حوالي 50-52 HRC ويمكن أن يتجاوز 50 HRC في المعالجات المثالية، اعتمادًا على حجم القسم ودرجة حرارة التقسية.

س2: لماذا يتم تجنب التقسية بين 425 و600 درجة مئوية؟

ج2: تؤدي عملية التقسية في هذا النطاق إلى انخفاض واضح في متانة الصدمات، مما قد يؤدي إلى فشل هش في الخدمة. يفضل استخدام درجة حرارة منخفضة-تصل إلى 150-370 درجة مئوية أو درجة حرارة عالية تزيد عن حوالي 600 درجة مئوية.

Q3: هل SUS420 مغناطيسي؟

ج3: نعم. كدرجة مارتنسيتية، SUS420 هو مغناطيسي حديدي في جميع الظروف.

س 4: ما هو الفرق بين SUS420J1 وSUS420J2؟

A4: محتوى الكربون: يحتوي SUS420J1 على 0.16-0.25% كربون، في حين يحتوي SUS420J2 على 0.26-0.40%. يتيح الكربون العالي لـ J2 صلابة أعلى بعد التبريد.

س 5: هل يمكن لحام SUS420؟

ج5: قابلية اللحام محدودة لأن الهيكل المارتنسيتي يتصلب عند التبريد من درجات حرارة اللحام. عندما يكون اللحام أمرًا لا مفر منه، يلزم التسخين المسبق والمعالجة الحرارية اللاحقة مباشرة للحام -لتجنب التشقق.

س 6: ما هي الدرجات المكافئة لـ SUS420J2؟

A6: يتوافق الفولاذ تقريبًا مع AISI 420 وEN 1.4028 (X30Cr13) والدرجات الصينية لعائلة 3Cr13/4Cr13، اعتمادًا على مستوى الكربون الدقيق.