Martenzitické nehrdzavejúce ocele 410 vs 420: zvárateľné, stredná pevnosť vs. vysoká-tvrdosť, odolnosť proti opotrebeniu

 

Aké sú ich jadrové zloženie a rozdiely v mechanických vlastnostiach?

410 obsahuje 11,5–13,5 % Cr, menej ako alebo rovné 0,15 % C a žiadny nikel. V žíhanom stave má pevnosť v ťahu ~520 MPa a môže byť tepelne-spracovaný na tvrdosť ~45 HRC pre miernu odolnosť proti opotrebovaniu. Jeho nízky obsah uhlíka umožňuje lepšiu zvárateľnosť ako vyššie-uhlíkové martenzitické triedy. 420 obsahuje 12–14 % Cr, 0,15–0,40 % C a žiadny nikel. Pri tepelnom spracovaní (kalenie a popúšťanie) dosahuje maximálnu tvrdosť 55 HRC. Jeho vyšší obsah uhlíka vytvára husté karbidy chrómu, čím sa zvyšuje odolnosť proti opotrebeniu, ale výrazne sa znižuje zvárateľnosť. Obidva druhy sú magnetické pri všetkých teplotách a na dosiahnutie plného pevnostného potenciálu vyžadujú tepelné spracovanie.

Ako sa líši ich zvárateľnosť a tvárnosť pri výrobe?

410 je najlepšie zvárateľná martenzitická nehrdzavejúca oceľ-možno ju zvárať pomocou štandardných metód GTAW alebo SMAW s predhriatím na 150 – 200 stupňov a po-popúšťaní po zváraní, aby sa eliminovalo zvyškové napätie a zabránilo sa praskaniu. Má tiež dobrú tvarovateľnosť na ohýbanie a lisovanie tenkých -dielov. 420 má zlú zvárateľnosť v dôsledku vyššieho obsahu uhlíka: zváranie spôsobuje zrážanie karbidu na hraniciach zŕn, čo vedie ku krehkosti a praskaniu v tepelne-ovplyvnenej oblasti. Welding 420 sa neodporúča pre komponenty nesúce kritické{11}}záťaže, a to ani s predhriatím.

V ktorých aplikáciách sa uprednostňuje jedna trieda pred druhou?

Vyberte si 410 pre zvárané mechanické časti v suchom prostredí: hriadele čerpadiel, telesá ventilov, komponenty poľnohospodárskych zariadení a horáky pecí, kde sú kritickými požiadavkami stredná pevnosť a zvárateľnosť. Vyberte si 420 pre nezvárané- diely náročné na opotrebenie: rezné nástroje na drevo alebo plast, chirurgické nástroje, ako sú skalpely, komponenty strelných zbraní a ložiskové drážky, ktoré vyžadujú vysokú tvrdosť.

Ako sa porovnáva ich odolnosť proti korózii v prevádzkovom prostredí?

410 ponúka základnú odolnosť proti korózii, toleruje suché vnútorné podmienky a krátkodobé-vystavenie sladkej vode. Vo vlhkom, pobrežnom alebo miernom chemickom prostredí rýchlo zhrdzavie bez ochranných povlakov, ako je galvanizácia alebo práškové lakovanie. Vyšší obsah uhlíka 420 znižuje jeho odolnosť proti korózii v porovnaní s 410, vďaka čomu je ešte náchylnejší na hrdzu vo vlhkom prostredí. Je vhodný iba pre aplikácie v suchom prostredí s nízkou{6}}vlhkosťou, ako sú napríklad vnútorné prevodovky strojov alebo malé rezné nástroje. Žiadna z týchto tried sa neodporúča pre námorné, chemické alebo potravinárske-spracovateľské aplikácie-pre vyššiu ochranu proti korózii na 304 alebo 17-4 PH.

Aké sú kľúčové pokyny na tepelné spracovanie pre každú triedu?

Pre 410 je štandardný kaliaci cyklus: austenitizácia pri 980 – 1050 stupňoch, kalenie v oleji, potom temperovanie pri 200 – 300 stupňoch, aby sa vyrovnala tvrdosť a húževnatosť. Popúšťanie nad 300 stupňov zníži pevnosť, ale mierne zlepší ťažnosť a odolnosť proti korózii. Pre 420 použite vyššiu austenitizačnú teplotu (1010–1070 stupňov) na úplné rozpustenie karbidov, po čom nasleduje kalenie v oleji a popúšťanie pri 150–200 stupňov na maximalizáciu tvrdosti. Vyhnite sa nadmernému{14}}temperovaniu, pretože to výrazne zníži odolnosť proti opotrebovaniu. Obidva druhy sa musia po žíhaní ochladiť pomaly, aby sa zabránilo skrehnutiu-rýchle ochladzovanie môže spôsobiť praskanie v hrubých častiach.