Porównanie stali nierdzewnej 440 i 431: gatunek martenzytyczny o wysokiej-węgle i niklu-dodany gatunek martenzytyczny

440 (ogólne oznaczenie 440A/B/C) i 431 to wysokowydajne-martenzytyczne stale nierdzewne, których rdzeń różni się pierwiastkami stopowymi, a właściwości użytkowe. 440 to wysoko-węglowa (C=0.60-1.20%), skupiająca się na twardości i odporności na zużycie; 431 dodaje nikiel (Ni=1.20-2.00%), koncentrując się na wysokiej wytrzymałości i wytrzymałości. Obydwa nadają się do-komponentów mechanicznych o wysokiej wydajności, z wyraźnymi różnicami w wymaganiach dotyczących obciążenia udarowego i odporności na zużycie.

Porównanie parametrów podstawowych

Parametr	Stal nierdzewna 440	Stal nierdzewna 431
Skład chemiczny (% wag.)	C=0.60-1.20, Si Mniejsze lub równe 1,00, Mn Mniejsze lub równe 1,00, P Mniejsze lub równe 0,040, S Mniejsze lub równe 0,030, Cr=16.00-18.00, Fe=Balans	C=0.15-0.25, Si Mniejsze lub równe 1,00, Mn Mniejsze lub równe 1,00, P Mniejsze lub równe 0,040, S Mniejsze lub równe 0,030, Cr=15.00-17.00, Ni=1.20-2.00, Fe=Reszta
Właściwości mechaniczne (hartowane i odpuszczane)	Wytrzymałość na rozciąganie większa lub równa 795-950 MPa, granica plastyczności większa lub równa 550-700 MPa, wydłużenie większe lub równe 10-12%, twardość 55-62HRC	Wytrzymałość na rozciąganie większa lub równa 1080 MPa, granica plastyczności większa lub równa 880 MPa, wydłużenie większe lub równe 12%, twardość 38-43HRC
Temperatura serwisowa	-20 stopni do 250 stopni (praca ciągła)	-40 stopni do 450 stopni (praca ciągła)
Równoważne stopnie	SUS440A/B/C (JIS), EN 1.4104/1.4109/1.4125, UNS S44002/S44003/S44004	SUS431 (JIS), EN 1.4057, UNS S43100

Kluczowe różnice w wydajności: 1. Twardość i odporność na zużycie: wysoka zawartość węgla 440 prowadzi do ultra-wysokiej twardości (55-62HRC) i doskonałej odporności na zużycie; Średnia zawartość węgla w 431 i dodatek niklu powodują niższą twardość (38-43HRC) i słabą odporność na zużycie. 2. Wytrzymałość i udarność: 431 ma wyższą wytrzymałość na rozciąganie (większą lub równą 1080 MPa) i doskonałą udarność (odporność na uderzenia większą lub równą 50J przy -40 stopniach), odpowiedni do obciążeń udarowych; Ciągliwość 440 jest słaba (udarność mniejsza lub równa 15-20 J), podatna na kruche pękanie.. 3. Odporność na korozję: dodatek niklu do 431 poprawia odporność na korozję, lepszą niż 440 w warunkach atmosferycznych i słabej korozji; Model 440 nadaje się tylko do środowisk suchych.. 4. Wydajność w wysokich temperaturach: temperatura robocza modelu 431 (450 stopni) jest o 200 stopni wyższa niż 440 (250 stopni).

Obowiązujące rozróżnienie scenariuszy: 440 nadaje się do komponentów wymagających bardzo-wysokiej odporności na zużycie i niskiego obciążenia udarowego, takich jak-wysokiej klasy narzędzia skrawające, kulki i bieżnie łożyskowe, precyzyjne rdzenie form, skalpele chirurgiczne i narzędzia pomiarowe. 431 nadaje się do komponentów wymagających dużej wytrzymałości, wysokiej wytrzymałości i odporności na korozję, takich jak wały napędowe samochodów, elementy zawieszenia,-korpusy zaworów wysokociśnieniowych, części maszyn morskich i akcesoria do silników lotniczych.

Praktyczne pytania i odpowiedzi

P1: Jaka jest rola niklu w 431? A1: Nikiel jest silnym stabilizatorem austenitu, który udoskonala strukturę martenzytu podczas obróbki cieplnej i poprawia wytrzymałość; zwiększa stabilność warstwy pasywacyjnej powierzchni i poprawia odporność na korozję; Wytrzymałość i odporność na korozję stali 431 są znacznie lepsze niż martenzytycznej stali nierdzewnej nie zawierającej niklu.-

P2: Dlaczego 440 nie nadaje się do elementów obciążonych uderzeniami? A2: Bardzo-wysoka zawartość węgla prowadzi do niskiej wytrzymałości; pod obciążeniem udarowym jest podatny na odpryskiwanie lub pękanie; na przykład noże kuchenne 440C są ostre, ale łatwo je zarysować w przypadku upadku, natomiast elementy 431 wytrzymują określone uderzenia bez uszkodzeń.

P3: Czy 431 można używać w środowisku morskim? A3: Tak. Jego odporność na korozję w morskich środowiskach atmosferycznych jest lepsza niż 410, 420 i 440; nadaje się do morskich elementów mechanicznych, takich jak akcesoria kadłubów statków i wały pomp; do elementów zanurzonych w wodzie morskiej przez długi czas zaleca się 316L.

P4: Jaki proces obróbki cieplnej jest odpowiedni dla stali 440, aby osiągnąć ultra-wysoką twardość? A4: Hartowanie w temperaturze 1010-1090 stopni, chłodzenie olejem + temperowanie w temperaturze 150-220 stopni, chłodzenie powietrzem; różne podgatunki mają nieco inne temperatury: 440A (hartowanie 1010-1050 stopni), 440C (hartowanie 1050-1090 stopni); unikać odpuszczania w temperaturze 300-450 stopni, aby zapobiec kruchości odpuszczania.

P5: Jak wybrać pomiędzy 440 a 431? A5: Wybierz 440, jeśli podstawowym wymaganiem jest bardzo-wysoka odporność na zużycie, a obciążenie udarowe jest niewielkie; wybierz 431, jeśli wymagana jest wysoka wytrzymałość, wysoka wytrzymałość i odporność na korozję oraz występuje obciążenie udarowe.