Сравнение на 440 и 431 неръждаема стомана: високо-въглероден мартензит срещу никел-добавена мартензитна степен

440 (общо обозначение на 440A/B/C) и 431 са мартензитни неръждаеми стомани с висока-производителност, като основната разлика са легиращите елементи и ориентацията на ефективността. 440 е високо-въглерод (C=0.60-1.20%), като се фокусира върху твърдостта и устойчивостта на износване; 431 добавя никел (Ni=1.20-2.00%), като се фокусира върху висока якост и издръжливост. И двете са подходящи за механични компоненти с висока{10}}производителност, с ясни разлики в изискванията за натоварване при удар и устойчивост на износване.

Сравнение на основни параметри

Параметър	440 неръждаема стомана	431 неръждаема стомана
Химичен състав (тегл.%)	C=0.60-1.20, Si По-малко или равно на 1,00, Mn По-малко или равно на 1,00, P По-малко или равно на 0,040, S По-малко или равно на 0,030, Cr=16.00-18.00, Fe=Баланс	C=0.15-0.25, Si По-малко или равно на 1,00, Mn По-малко или равно на 1,00, P По-малко или равно на 0,040, S По-малко или равно на 0,030, Cr=15.00-17.00, Ni=1.20-2.00, Fe=Баланс
Механични свойства (закалени и темперирани)	Якост на опън по-голяма или равна на 795-950MPa, якост на провлачване по-голяма или равна на 550-700MPa, удължение по-голямо или равно на 10-12%, твърдост 55-62HRC	Якост на опън по-голяма или равна на 1080MPa, граница на провлачване по-голяма или равна на 880MPa, удължение по-голямо или равно на 12%, твърдост 38-43HRC
Сервизна температура	-20 градуса до 250 градуса (непрекъснато обслужване)	-40 градуса до 450 градуса (непрекъснато обслужване)
Еквивалентни оценки	SUS440A/B/C (JIS), EN 1.4104/1.4109/1.4125, UNS S44002/S44003/S44004	SUS431 (JIS), EN 1.4057, UNS S43100

Ключови разлики в производителността: 1. Твърдост и устойчивост на износване: високото съдържание на въглерод на 440 води до ултра-висока твърдост (55-62HRC) и отлична устойчивост на износване; Средното съдържание на въглерод на 431 и добавянето на никел водят до по-ниска твърдост (38-43HRC) и слаба устойчивост на износване. 2. Якост и издръжливост: 431 има по-висока якост на опън (по-голяма или равна на 1080MPa) и отлична издръжливост (издържливост на удар, по-голяма или равна на 50J при -40 градуса), подходяща за ударни натоварвания; Якостта на 440 е слаба (издръжливост на удар По-малка или равна на 15-20J), склонност към крехко счупване. 3. Устойчивост на корозия: добавянето на никел на 431 подобрява устойчивостта на корозия, по-добра от 440 в атмосферни среди и среди със слаба корозия; 440 е подходящ само за сухи среди. 4. Работа при висока температура: Работната температура на 431 (450 градуса) е с 200 градуса по-висока от 440 (250 градуса).

Разграничение на приложимия сценарий: 440 е подходящ за компоненти, изискващи ултра-висока износоустойчивост и ниско натоварване при удар, като режещи инструменти от висок-клас, лагерни сачми и канали, прецизни формовъчни сърцевини, хирургически скалпели и измервателни инструменти. 431 е подходящ за компоненти, изискващи висока якост, висока якост и устойчивост на корозия, като автомобилни задвижващи валове, компоненти на окачване, тела на клапани за високо{4}}налягане, части за морски машини и аксесоари за самолетни двигатели.

Практически въпроси и отговори

В1: Каква е ролята на никела в 431? A1: Никелът е силен аустенитен стабилизатор, който усъвършенства мартензитната структура по време на топлинна обработка и подобрява якостта; подобрява стабилността на повърхностния пасивиращ филм и подобрява устойчивостта на корозия; Издръжливостта и устойчивостта на корозия на 431 са значително по-добри от мартензитните неръждаеми стомани без-никел.

В2: Защо 440 не е подходящ за компоненти с ударно натоварване? A2: Неговото свръх-високо съдържание на въглерод води до ниска якост; при ударно натоварване е склонен към раздробяване или напукване; например кухненските ножове 440C са остри, но лесно се начупват, ако бъдат изпуснати, докато компонентите 431 могат да издържат на определен удар без повреда.

Q3: Може ли 431 да се използва в морска среда? A3: Да. Неговата устойчивост на корозия в морска атмосферна среда е по-добра от 410, 420 и 440; подходящ е за морски механични компоненти като аксесоари за корабни корпуси и помпени валове; за компоненти, потопени в морска вода за дълго време, се препоръчва 316L.

Q4: Какъв процес на термична обработка е подходящ за 440 за постигане на ултра-висока твърдост? A4: Охлаждане при 1010-1090 градуса, маслено охлаждане + темпериране при 150-220 градуса, въздушно охлаждане; различните подкласове имат леко различни температури: 440A (1010-1050 градуса закаляване), 440C (1050-1090 градуса закаляване); избягвайте темпериране при 300-450 градуса, за да предотвратите крехкост при темпериране.

В5: Как да избера между 440 и 431? A5: Изберете 440, ако ултра-високата устойчивост на износване е основното изискване и ударното натоварване е малко; изберете 431, ако се изисква висока якост, висока якост и устойчивост на корозия и е налице ударно натоварване.