الفولاذ المقاوم للصدأ SUS431: درجة مارتينسيت مع إضافة النيكل لقوة عالية ومقاومة للتآكل

ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ SUS431؟

SUS431 عبارة عن -فولاذ مقاوم للصدأ مصنوع من مادة المارتنسيت ومُعياري في JIS G4303 (القضبان) وJIS G4304 (الألواح والأشرطة). وهو يعادل UNS S43100، EN 1.4057 (X17CrNi16-2) في EN 10088، و1Cr17Ni2 في المعيار الصيني GB/T 1220. تميز إضافة النيكل SUS431 عن درجات مارتنسيت الكروم العادية: فهو يحسن الصلابة، ويزيد القوة بعد التبريد والتلطيف، ويعطي مقاومة أفضل للتآكل في البيئات المسببة للتآكل والغلاف الجوي بشكل معتدل. لذلك يتم استخدام SUS431 حيث تكون قوة الفولاذ المارتنسيتي وسلوك التآكل أفضل من 410 أو 420 مطلوبة في نفس المكون.

التركيب الكيميائي

تتبع حدود التكوين أدناه JIS G4303 وتتوافق مع تعيين EN 10088 X17CrNi16-2.

عنصر	التركيب (بالوزن%)
الكربون (ج)	0.15-0.25
السيليكون (سي)	1.00 كحد أقصى
المنغنيز (من)	1.00 كحد أقصى
الفوسفور (ف)	0.040 كحد أقصى
الكبريت (S)	0.030 كحد أقصى
النيكل (ني)	1.20-2.00
الكروم (الكروم)	15.00-17.00
الحديد (الحديد)	توازن

يوفر الكربون قابلية الصلابة للتحول المارتنسيتي، ويوفر الكروم مقاومة التآكل وقابلية التصلب، ويحسن النيكل المتانة في الحالة المتصلبة ويثبت سلوك التآكل للفيلم السلبي.

الخواص الميكانيكية والمعالجة الحرارية

عادةً ما يتم توفير SUS431 في حالة التلدين للتشغيل الآلي ويتم تقويته عن طريق تبريد الزيت من نطاق الأوستنيت متبوعًا بالتلطيف. في الحالة المسقية والمخففة، تكون القيم الميكانيكية الدنيا النموذجية كما يلي.

الملكية (المروي والمخفف)	قيمة
قوة الشد الدنيا (MPa)	1080
قوة الخضوع الدنيا (MPa)	880
استطالة دقيقة (٪)	12
الصلابة (HRC)	38-43

من الناحية العملية، يتم تنفيذ عملية التقسية من حوالي 980-1060 درجة بالتبريد بالزيت، تليها عملية التقسية في نطاق 600-700 درجة اعتمادًا على توازن الصلابة والمتانة المطلوب. بالنسبة للحالة الناعمة، يتم تلدين SUS431 عند حوالي 650-700 درجة مع تبريد الفرن البطيء. لا ينبغي أن يتم تقسية الفولاذ في نطاق 400-550 درجة، حيث يمكن أن يؤدي تقصف المزاج إلى تقليل صلابته.

مقاومة التآكل

نظرًا لمحتوى الكروم العالي وإضافة النيكل، فإن SUS431 يتمتع بمقاومة أفضل للتآكل من 410 ودرجات المارتنسيت العادية الأخرى في الظروف الجوية والمياه العذبة والمواد الكيميائية الخفيفة وخدمة الاتصال بالطعام-. إنه غير مناسب للكلوريد القوي أو الوسائط الحمضية، حيث تكون درجات الأوستنيتي مثل 304 أو 316 مطلوبة. مثل جميع أنواع الفولاذ المارتنسيتي، تعتمد مقاومة التآكل لـ SUS431 على الصلابة النهائية وحالة التقسية؛ توفر حالة -درجة الحرارة المنخفضة-المتصلبة والمنخفضة أقل مقاومة، لذلك يجب اختيار درجة الحرارة مع وضع بيئة الخدمة في الاعتبار.

التطبيقات النموذجية

أعمدة ومغازل وقضبان مكبس-عالية القوة

البراغي والمسامير والمثبتات للأجواء المسببة للتآكل

سيقان الصمامات ومقاعد الصمامات وأجزاء المضخة

مكونات قوالب حقن البلاستيك وأدوات القطع

تتطلب مكونات الطائرات والسيارات قوة مع مقاومة معتدلة للتآكل

التعليمات

ماذا يعني SUS431؟

SUS هي بادئة JIS للفولاذ المقاوم للصدأ؛ يحدد الرقم 431 هذه الدرجة المحددة من المارتنسيت بنسبة 15-17% كروم و1.2-2.0% نيكل. تسمى المادة نفسها 1.4057 (X17CrNi16-2) في EN 10088، وUNS S43100 في ASTM، و1Cr17Ni2 في GB/T 1220.

لماذا يتم إضافة النيكل إلى SUS431؟

يعمل النيكل على تحسين الصلابة بحيث يمكن تقوية الأجزاء السميكة عن طريق التبريد بالزيت، كما أنه يحسن صلابة الفولاذ المتصلب. كما أنه يزيد من مقاومة التآكل للفيلم السلبي مقارنة بدرجات مارتنسيت الكروم العادية مثل 410.

ما هو الفرق بين SUS431 وSUS410؟

يحتوي SUS431 على كمية أكبر من الكروم (15-17% مقابل 11.5-13.5%) ويضيف 1.2-2.0% نيكل. ونتيجة لذلك، فإنه يصل إلى قوة أعلى بعد التصلب (قوة الشد أكثر من 1080 ميجا باسكال مقابل حوالي 540 ميجا باسكال كحد أدنى للـ 410 المتصلبة) ويوفر مقاومة أفضل للتآكل، وبتكلفة أعلى.

هل يمكن لحام SUS431؟

نعم، لكن الفولاذ المارتنسيتي يعتبر صعب اللحام. عادةً ما يكون التسخين المسبق والمعالجة الحرارية-بعد اللحام مطلوبة لتجنب مادة المارتينسيت الصلبة والحساسة للتشققات-في المنطقة-المتأثرة بالحرارة. غالبًا ما تستخدم معادن الحشو الأوستنيتي، ويجب تخفيف اللحام أو تلدينه بعد اللحام.

هل SUS431 مغناطيسي؟

نعم. SUS431 عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ مارتنسيتي ومغناطيسي بقوة في جميع الظروف، على عكس الدرجات الأوستنيتي مثل 304 التي تكون في الأساس غير-مغناطيسية في الحالة الملدنة.

ما هي الصلابة التي يمكن أن يصل إليها SUS431؟

في الحالة المسقية والمخففة، يتم توفير SUS431 عادةً عند 38-43 HRC، مما يوفر قوة شد لا تقل عن 1080 ميجا باسكال. درجات حرارة التقسية المنخفضة تعطي صلابة أعلى ولكن صلابة أقل، لذلك يتم تحديد درجة حرارة التقسية وفقًا للتطبيق.