Неръждаема стомана SUS431: състав, топлинна обработка и приложения

SUS431 е мартензитна неръждаема стомана, определена в JIS G4303 за пръти, съчетаваща висока якост с по-добра устойчивост на корозия и издръжливост в сравнение с обикновените хромови мартензитни класове. Неговата определяща характеристика е умишленото добавяне на никел: 1,25 до 2,50 процента никел стабилизира аустенита по време на топлинна обработка, произвежда пълна мартензитна трансформация при охлаждане и рафинира пасивния оксиден слой.

Идентификация на степента и стандартни еквиваленти

SUS431 съответства на UNS S43100, AISI тип 431 и EN 1.4057 с наименование на стоманата X17CrNi16-2 в европейските стандарти. Китайският еквивалент по GB/T 1220 е 1Cr17Ni2. Обърнете внимание, че EN 1.4542 е различен клас: това е втвърдяващата се стомана X5CrNiCuNb16-4, често описвана като 17-4 PH, и не е заместител на 431. Продуктовите форми са обхванати от JIS G4303 за пръти, ASTM A276 и A479 за пръти и профили и ASTM A240 за плочи.

Химичен състав по JIS G4303

елемент	Съдържание (тегл.%)
Карбон, макс	0.20
Силиций, макс	1.00
Манган, макс	1.00
Фосфор, макс	0.040
Сяра, макс	0.030
хром	15.00–17.00
никел	1.25–2.50
Желязо	Баланс

Термична обработка и механични свойства

Класът се доставя закален за машинна обработка, след това закален и темпериран за обслужване. Отгряването се извършва около 680-700 C с въздушно охлаждане. Втвърдяването се състои от аустенизиране при 950-1050 C, последвано от охлаждане в масло, което произвежда мартензит с приемливо изкривяване.

Минимуми за охлаждане-и-закаляване съгласно JIS G4303:

Собственост	Стойност
Якост на опън, min (MPa)	1080
0,2% напрежение на издръжливост, мин. (MPa)	860
Удължение, min (%)	10
Енергия на удара, min (J)	39
Твърдост, max (HB), закалена и темперирана	302
Твърдост, max (HB), отгрята	285

Температурата на темпериране контролира баланса-на якост и издръжливост. Ниска температура около 200-350 C запазва почти максималната якост; висока температура около 600 C възстановява здравината и пластичността при намалена якост. Закаляването в междинния диапазон, приблизително 400-550 C, обикновено се избягва, защото може да намали както устойчивостта на корозия, така и якостта на удар.

Устойчивост на корозия и нейните граници

Никелът подобрява плътността и адхезията на оксидния филм, така че SUS431 издържа на лека атмосферна корозия, прясна вода, пътна сол и разредени органични киселини по-добре от мартензитните класове без-никел. Не е подходящ за потапяне в морска вода, силни хлориди или окисляващи киселини. В закалено състояние устойчивостта му на корозия е малко по-ниска, отколкото в закалено състояние, а частите, които се нуждаят от най-добра корозионна производителност, трябва да бъдат ниско темперирани и пасивирани след машинна обработка.

Заваряване и производство

SUS431 може да се заварява, когато компонентът е заварен преди окончателното втвърдяване. Загрейте предварително при 150-200 C, за да избегнете студено напукване, използвайте 431-съответстващ или 309-тип аустенитен пълнител, където пластичността има значение, и темперирайте при 200-300 C след заваряване, за да облекчите остатъчното напрежение. Заваряването след крайна термична обработка омекотява засегнатата от топлина зона и трябва да се избягва при носещи съединения. За авиационни и критични за безопасността крепежни елементи безразрушителното изследване е стандартна практика след окончателната топлинна обработка.

Типичните приложения включват високо{0}}здрави крепежни елементи и шпилки, валове на помпи и стебла на клапани, турбинни лопатки, витлови валове, шпиндели на машинни-инструменти, компоненти за окачване и кормилно управление и закален хардуер, който трябва да издържа на лека корозия.

ЧЗВ

SUS431 същото ли е като AISI 431?

да SUS431 е JIS обозначението; AISI 431 и UNS S43100 са еквивалентните американски обозначения за същия състав.

Какво е правилното европейско обозначение за 431?

EN 1.4057, с наименование на стоманата X17CrNi16-2. EN 1.4542, понякога цитиран като еквивалент, всъщност е степента на втвърдяване при утаяване X5CrNiCuNb16-4 и не трябва да се използва като заместител.

Може ли SUS431 да се използва в морска среда?

Само при лека експозиция, като-без пръски крайбрежен въздух или случайна пътна сол. Продължителното потапяне в морска вода причинява точкова и цепнатина корозия; използвайте 316, дуплекс или супер-аустенитни степени за това задължение.

Каква температура на темпериране трябва да се избере?

За максимална якост темперирайте при 200-350 C. За здравина темперирайте около 600 C и приемете намаляването на якостта. Избягвайте диапазона 400-550 C, където устойчивостта на корозия и издръжливостта на удар могат да се влошат.

SUS431 магнитен ли е?

да Като мартензитен клас той е силно магнитен при всякакви условия, което е полезно за магнитна проверка и за приложения, изискващи магнитна реакция.

Как се сравнява SUS431 с SUS304?

SUS431 предлага приблизително двойно по-голяма якост на опън от загрят SUS304, но по-ниска пластичност и много по-ниска устойчивост на корозия в хлоридите. SUS304 е аустенит, не-магнитен и подлежащ на формоване; SUS431 е инженерният избор, когато силата и устойчивостта на износване доминират и околната среда е мека.