الفولاذ المقاوم للصدأ SUS440A: درجة موازنة الصلابة والمتانة

ما هو SUS440A

SUS440A هو العضو الأقل كربونًا في عائلة الفولاذ المقاوم للصدأ 440 martensitic (AISI 440A / UNS S44002). مع 0.60-0.75% كربون و16.00-18.00% كروم، فهو يقع بين درجة الصلابة العالية 440C وسلسلة 420 منخفضة الكربون. هذا الوضع المتوسط ​​متعمد: يوفر محتوى الكروم مستوى مفيدًا من مقاومة التآكل ويدعم استجابة التصلب، في حين أن مستوى الكربون المنخفض نسبيًا يترك صلابة كافية بحيث لا يتشقق الفولاذ المروي والمقسى بسهولة مثل أعضاء العائلة ذوي الكربون العالي. في حالة التلدين، يكون الفولاذ ناعمًا بدرجة كافية ليتم تشكيله وطحنه في الأدوات النهائية؛ ثم تؤدي معالجة التصلب والتلطيف إلى رفعها إلى 55-57 HRC، وهي صلابة العمل العملية لمعظم أدوات المائدة وأجزاء التآكل الخفيفة.

التركيب الكيميائي والدرجات المكافئة

العنصر (بالوزن%)	SUS440A
C	0.60-0.75
سي	1.00 max
من	1.00 max
P	0.040 max
S	0.030 max
كر	16.00-18.00
شهر	0.75 max
الحديد	توازن

والتسميات المكافئة في الاستخدام الشائع هي AISI 440A وUNS S44002 وGB/T 7Cr17 والصف الأوروبي 1.4109 (X65Cr14). غالبًا ما يتم اقتباس درجات الحديد الحرة القطع مثل 1.4104 (X14CrMoS17) بشكل خاطئ على أنها المعادل الأوروبي لـ 440A؛ إنها عائلة مختلفة منخفضة الكربون ولا ينبغي استخدامها كبديل عندما تكون درجة المارتنسيت القابلة للتصلب مطلوبة.

الخواص الميكانيكية بعد المعالجة الحرارية

نظرًا لأنه تم تحديد 440A حسب الصلابة وليس حسب فئة القوة، يجب دائمًا قراءة أرقام الشد المنشورة جنبًا إلى جنب مع حالة التقسية. في الحالة الملدنة، يكون الفولاذ ناعمًا نسبيًا، مع قوة شد نموذجية تبلغ حوالي 760 ميجا باسكال، وقوة خضوع تقترب من 450 ميجا باسكال واستطالة تبلغ حوالي 20٪. بمجرد إخمادها وتلطيفها إلى 55-57 HRC، ترتفع قوة الشد إلى منطقة 1900-2000 ميجا باسكال وتقترب قوة الخضوع من 1600-1700 ميجا باسكال، مع انخفاض الليونة إلى نسبة قليلة. هذا المزيج هو بالضبط ما تحتاجه شفرة السكين أو حافة القص أو مكون المحمل، ولكنه يعني أيضًا أنه يجب تصميم المكون بحيث تظل ضغوط الخدمة أقل بكثير من حدود المواد ويتم توزيع التأثيرات بدلاً من تركيزها.

ملكية	صلب	مروي وخفف
صلابة	حوالي 22 لجنة حقوق الإنسان	55-57 لجنة حقوق الإنسان
قوة الشد	حوالي 760 ميجا باسكال	حوالي 1900-2000 ميجا باسكال
قوة العائد	حوالي 450 ميجا باسكال	حوالي 1600-1700 ميجا باسكال
استطالة	حوالي 20%	نسبة قليلة
سلوك التأثير	جيدة، وتشكلت بسهولة	محدود؛ يرتفع خطر تقطيع الحواف مع الصلابة
نافذة الخدمة النموذجية	مرحلة التصنيع والتشكيل	حواف القطع، وأسطح التآكل، وتحمل الصدمات الخفيفة

ممارسة المعالجة الحرارية

المسار المحدد هو الأوستنيتيشن عند 1010-1050 درجة مئوية متبوعًا بإخماد الزيت، ثم التخفيف عند 180-220 درجة مئوية مع تبريد الهواء. تنتج درجة الحرارة المنخفضة هذه صلابة عمل 55-57 HRC وتعطي أفضل توازن بين مقاومة التآكل واستقرار الحافة. عندما تكون الصلابة الأعلى أكثر أهمية من الصلابة القصوى، فإن التقسية عند 300-350 درجة مئوية يؤدي إلى خفض الصلابة إلى حوالي 48-52 HRC مقابل مقاومة أفضل للتقطيع بشكل ملحوظ. يجب تجنب التقسية في النطاق المتوسط ​​حوالي 400-550 درجة مئوية تمامًا، لأن تقسية هذه العائلة المارتنسيتية في تلك النافذة يمكن أن تقلل من الصلابة بشكل حاد. يجب حماية الأجزاء من إزالة الكربنة أثناء عملية الأوستن، ويجب فحص الصلابة بعد التقسية وليس بعد التبريد.

التطبيقات وملاحظات التصنيع

أدوات القطع: سكاكين المطبخ عالية الجودة، والمقصات، والشفرات المساعدة، وحواف القص والتثقيب

مكونات التآكل: محامل وكرات للسرعة المنخفضة والحمولة المتوسطة، وتقليم المضخة والصمام، وقلوب الصمامات لأنظمة الضغط المتوسط

الأجزاء الدقيقة: قلب القالب لأعمال التآكل العامة، وإبر آلات النسيج، وأدوات القياس والمقاييس

التصنيع: الآلة والطحن في الحالة الملدنة، ثم تصلب وتصلب حتى تصل إلى الصلابة النهائية، ثم تنتهي بالطحن والتلميع.

التشطيب: تسلسل تلميع جاف مع حبيبات جلخ أكثر دقة متبوعة بمعجون تلميع ناعم يعطي سطحًا موحدًا ويمكن تحقيق تشطيب مرآة

التخميل: بعد الطحن والتلميع، تعمل معالجة التخميل على استعادة طبقة أكسيد الكروم وإزالة الجزيئات الأجنبية المدمجة من السطح

اللحام: لا يوصى به للوصلات الحاملة على الفولاذ الكربوني بنسبة 0.6-0.75%؛ منطقة اللحام المارتينسيتية صلبة وحساسة للتشقق

الأسئلة المتداولة

س: ما هو أفضل المعالجة الحرارية لSUS440A؟
يتم إجراء عملية الأوستينيت عند درجة حرارة 1010-1050 مئوية، ثم يُطفأ بالزيت، ثم يُخفف عند درجة حرارة 180-220 مئوية ويُبرد بالهواء. يوفر هذا المسار بشكل موثوق 55-57 HRC وأفضل مزيج من مقاومة التآكل واستقرار الحافة. يؤدي التقسية عند 300-350 درجة مئوية إلى خفض الصلابة إلى حوالي 48-52 HRC للحصول على صلابة أكبر.

س: كيف يختلف SUS440A عن SUS420J2؟
يحمل SUS440A المزيد من الكربون والكروم، لذلك فهو يصلب إلى صلابة عمل أعلى مع مقاومة أفضل للتآكل ومقاومة أفضل للتآكل قليلاً. يصبح SUS420J2 فعالاً من حيث التكلفة بالنسبة لأجزاء التآكل العامة حيث لا يتطلب الحد الأقصى من الاحتفاظ بالحافة.

س: هل SUS440A مناسب لأدوات القطع الملامسة للأغذية؟
نعم، عندما يتم تقوية الأداة بشكل صحيح ومن ثم تخميلها بحيث تغطي طبقة أكسيد كثيفة وثابتة السطح. تجنب النقع لفترة طويلة في المنظفات الحمضية أو المكلورة بشدة، والتي تهاجم تلك الطبقة ويمكن أن تؤدي إلى الحفر.

س: ما الذي يجب تجنبه أثناء التقسية؟
التقسية في منطقة 400-550 درجة مئوية. يمكن أن يفقد الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي من هذا النوع صلابته في تلك النافذة، لذا فإن الاختيار العملي هو إما درجة حرارة منخفضة للصلابة أو درجة حرارة 300-350 درجة مئوية للصلابة.

س: كيف ينبغي تلميع SUS440A؟
استخدم سلسلة جافة من الأحزمة الكاشطة الدقيقة تدريجيًا، ثم استخدم معجون تلميع ناعم. حافظ على التحكم في الضغط لتجنب ارتفاع درجة الحرارة المحلية، وقم دائمًا بتنظيف وتخميل السطح بعد التلميع.

س: هل يمكن لحام مكونات SUS440A؟
يتم تجنب اللحام عمومًا في الأدوات النهائية بسبب المحتوى العالي من الكربون والمارتنسيت الصلب الحساس للتشقق والذي يتشكل في المنطقة المتأثرة بالحرارة. عندما لا يمكن تجنب المفصل، يلزم التسخين المسبق والمعالجة الحرارية بعد اللحام.

س: كيف يمكن مقارنة عمر الخدمة مع الدرجات الـ 440 الأخرى؟
في حالة التآكل المعتدل، تدوم الدرجة لفترة أطول بكثير من الفولاذ من فئة 420. في حالة التآكل الثقيل وشديد التحمل، تحتفظ درجات الكربون الأعلى 440B و440C بحافة أطول، ويجب نقل الجزء إلى تلك الدرجات بدلاً من ذلك.