410 vs 420 από ανοξείδωτο χάλυβα: Μαρτενσιτικοί βαθμοί για σκληρότητα και φθορά

410 vs 420: Η διαφορά άνθρακα

Και οι δύο 410 και 420 είναι ίσιοι-μαρτενσιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες χρωμίου που σκληραίνουν με σβήσιμο και σκλήρυνση. Η αποφασιστική διαφορά είναι ο άνθρακας: το 410 περιορίζει τον άνθρακα στο 0,15% το μέγιστο, ενώ το 420 ελέγχεται στο 0,15-0,40% και συχνά υποδιαιρείται σε 420A, 420B και 420C κατά εύρος άνθρακα. Ο άνθρακας ελέγχει πόσο σκληρό καρβίδιο του χρωμίου σχηματίζεται κατά τη θερμική επεξεργασία, η οποία με τη σειρά της ελέγχει τη μέγιστη δυνατή σκληρότητα, την αντίσταση στη φθορά και τη συγκράτηση των άκρων και αντιστρόφως την σκληρότητα και την ολκιμότητα. Ο βαθμός 410 φτάνει το μέγιστο περίπου 45 HRC και συμπεριφέρεται με λογική σκληρότητα. Ο βαθμός 420 φτάνει το μέγιστο περίπου 56 HRC και είναι ο κλασικός χάλυβας μαχαιροπήρουνων και εργαλείων.

Χημική Σύνθεση

Οι παρακάτω σειρές σύνθεσης ακολουθούν τα ASTM A276 (ράβδοι και σχήματα), ASTM A240 (πλάκα, φύλλο και λωρίδα, όπου ισχύει) και JIS G4303 (SUS410 και SUS420J1/J2).

Στοιχείο	410 (UNS S41000) % wt	420 (UNS S42000) % wt
Άνθρακας (C)	0,15 μέγ	0.15-0.40
Chromium (Cr)	11.5-13.5	12.0-14.0
Μαγγάνιο (Mn)	1,00 μέγ	1,00 μέγ
Πυρίτιο (Si)	1,00 μέγ	1,00 μέγ
Φώσφορος (P)	0,040 μέγ	0,040 μέγ
Θείο (S)	0,030 μέγ	0,030 μέγ
Σίδηρος (Fe)	Ισορροπία	Ισορροπία

Τα ισοδύναμα JIS είναι SUS410 για τον βαθμό 410 και SUS420J1 (0,16-0,25% C) ή SUS420J2 (0,26-0,40% C) για τα δύο μισά της σειράς άνθρακα 420.

Απόκριση σκλήρυνσης και μηχανικές ιδιότητες

Η πρακτική συνέπεια της διαφοράς άνθρακα φαίνεται στη σκληρότητα που μπορεί να επιτευχθεί μετά τη σκλήρυνση και τη σκλήρυνση, και στην αντοχή της κατάστασης σβέσης και σκληρύνσεως.

Ιδιότητα (Σκληρυμένο και μετριασμένο)	410	420
Μέγιστη σκληρότητα (HRC, τυπική)	45	56
Ελάχιστη αντοχή εφελκυσμού (MPa, ανά JIS G4303 QT)	540	640 (420J2)
Ελάχ. επιμήκυνση (%)	16	12 (420J2)
Αντίσταση στη φθορά	Μέτριος	Ψηλά
Αντοχή κρούσης	Καλύτερα	Χαμηλότερος

Περισσότερος άνθρακας σημαίνει περισσότερα καρβίδια χρωμίου: το 420 προσφέρει ανώτερη αντοχή στην τριβή και κρατά μια αιχμηρή άκρη, ενώ το 410 προσφέρει καλύτερη αντοχή στην κρούση και ολκιμότητα και είναι λιγότερο επιρρεπές σε θρυμματισμό υπό κρουστική φόρτιση. Επομένως, η μηχανική επιλογή είναι μεταξύ της μεγιστοποίησης της διάρκειας ζωής έναντι φθοράς (420) ή κατά της κρούσης (410).

Πρακτική θερμικής επεξεργασίας

Και οι δύο ποιότητες απαιτούν σβήσιμο και σκλήρυνση. Η θερμοκρασία ωστενίωσης είναι κρίσιμη: για 410 είναι συνήθως 980-1010 μοίρες και για 420 είναι 1020-1065 μοίρες, ακολουθούμενη από ταχεία απόσβεση λαδιού ή αέρα ανάλογα με το πάχος της τομής για να σχηματιστεί μαρτενσίτης. Η σκλήρυνση πρέπει να ακολουθήσει αμέσως για να ανακουφιστούν οι καταπονήσεις απόσβεσης και να καθοριστεί η τελική ισορροπία σκληρότητας-σκληρότητας: η υποσκλήρυνση αφήνει τον χάλυβα εύθραυστο, ενώ η υπερβολική σκληρότητα τον μαλακώνει υπερβολικά. Και οι δύο ποιότητες είναι επιρρεπείς σε απανθράκωση, επομένως συνιστάται θερμική επεξεργασία με προστατευτική ατμόσφαιρα για μέρη που πρέπει να είναι πλήρως σκληρά στην επιφάνεια. Για το 420, αποφύγετε το εύρος σκλήρυνσης 425-600 μοιρών εάν απαιτείται αντίσταση κρούσης και μετριάστε στους 150-300 βαθμούς για μέγιστη σκληρότητα ή πάνω από 600 βαθμούς για σκληρότητα.

Οδηγίες για τις αιτήσεις και την επιλογή

Ο βαθμός 410 χρησιμοποιείται ευρέως για βαλβίδες και στελέχη βαλβίδων, άξονες αντλιών, συνδετήρες, εξαρτήματα μηχανών, πτερύγια τουρμπίνας και εξαρτήματα σε ήπια διαβρωτικές ατμόσφαιρες όπου η σκληρότητα έχει σημασία. Το Grade 420 είναι το πρότυπο για μαχαίρια και μαχαιροπίρουνα κουζίνας, χειρουργικά ψαλίδια και εργαλεία, πλαστικά καλούπια έγχυσης, βιομηχανικές λεπίδες και πλάκες φθοράς. Είναι κρίσιμο σφάλμα να αντικαταστήσετε το 410 για μια καθορισμένη αιχμή 420: το εξάρτημα 410 θαμπώνει γρήγορα και αποτυγχάνει πρόωρα. Αντίθετα, ο καθορισμός 420 για στέλεχος βαλβίδας ή συνδετήρα υψηλής καταπόνησης-που υπόκειται σε φόρτιση κραδασμών ενέχει κίνδυνο εύθραυστου σπασίματος. Κατά την παραγγελία, να προσδιορίζετε πάντα την πλήρη ονομασία (για παράδειγμα UNS S42000 ή AISI 420), την απαιτούμενη συνθήκη και, για το 420, το υπο-εύρος άνθρακα. απαιτούν πιστοποιητικό δοκιμής μύλου για την επαλήθευση της χημείας και δηλώνουν το απαιτούμενο εύρος σκληρότητας για τα τελειωμένα θερμικά επεξεργασμένα εξαρτήματα{15}}.

FAQ

Ποια είναι η κύρια διαφορά μεταξύ 410 και 420;

Η περιεκτικότητα σε άνθρακα. 410 έχει 0,15% μέγιστο άνθρακα και σκληραίνει σε περίπου 45 HRC, ενώ το 420 έχει 0,15-0,40% άνθρακα και σκληραίνει σε περίπου 56 HRC. Ο υψηλότερος άνθρακας του 420 δίνει περισσότερα καρβίδια χρωμίου, επομένως καλύτερη αντοχή στη φθορά και συγκράτηση των άκρων αλλά χαμηλότερη σκληρότητα.

Ποια κατηγορία είναι καλύτερη για μαχαίρια κουζίνας;

420. Η υψηλή του σκληρότητα και ο όγκος καρβιδίου παρέχουν την αντίσταση στη φθορά και τη συγκράτηση των άκρων που χρειάζεται μια λεπίδα μαχαιριού. 410 που θα αμβλύνει γρήγορα στο σέρβις κοπής.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί το 420 όπου υπάρχει κρουστική φόρτιση;

Μόνο με προσοχή. Η υψηλότερη σκληρότητα του 420 μειώνει την σκληρότητα, επομένως τα εξαρτήματα που υπόκεινται σε κρούση ή κρούση, όπως στελέχη βαλβίδων υψηλής πίεσης ή συνδετήρες, εξυπηρετούνται καλύτερα από το 410, το οποίο αντιστέκεται στο θρυμματισμό και στην εύθραυστη θραύση.

Ποιες είναι οι σωστές θερμοκρασίες ωστενιτισμού;

Περίπου 980-1010 μοίρες για 410 και 1020-1065 μοίρες για 420, ακολουθούμενες από ταχεία απόσβεση λαδιού ή αέρα και άμεση σκλήρυνση. Η ακριβής θερμοκρασία εξαρτάται από το μέγεθος του τμήματος και την απαιτούμενη τελική σκληρότητα.

Είναι μαγνητικά τα 410 και 420;

Ναί. Και οι δύο είναι μαρτενσιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες και είναι ισχυρά μαγνητικές σε όλες τις συνθήκες. Αυτό τα διακρίνει από τις ωστενιτικές ποιότητες όπως το 304, που είναι ουσιαστικά μη-μαγνητικά όταν ανόπτονται.

Πώς πρέπει να καθορίσω το 420 για να έχω τη σωστή σκληρότητα;

Δηλώστε την πλήρη ονομασία και την κατάσταση, για παράδειγμα AISI 420 hardened and tempered to 50-52 HRC, και διευκρινίστε την υπο-εύρος άνθρακα (420A, 420B ή 420C) εάν η εφαρμογή χρειάζεται συγκεκριμένη ισορροπία σκληρότητας και σκληρότητας. Απαιτείται πιστοποιητικό δοκιμής μύλου για επαλήθευση χημείας και σκληρότητας.