1.4021 الفولاذ المقاوم للصدأ | X20Cr13 | أونس S42000

1. مقدمة

1.4021 هو الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي المعروف على نطاق واسع بالتسمية X20Cr13 وعادة ما يتم الرجوع إليها إيسي 420 في الأدب المورد.

إنه ينتمي إلى عائلة الفولاذ المقاوم للصدأ المصنوع من الكروم والذي يمكن تقويته بالمعالجة الحرارية, مما يجعلها مختلفة بشكل أساسي عن الدرجات الأوستنيتي الأكثر شيوعًا المستخدمة لمقاومة التآكل العامة.

في الممارسة العملية, 1.4021 يتم اختياره عندما يحتاج المصمم إلى مجموعة من المقاومة المعتدلة للتآكل, إمكانات صلابة عالية, ومقاومة التآكل مفيدة بدلاً من الأداء الأقصى للتآكل.

المادة مهمة بشكل خاص في أدوات المائدة, شفرات, مهاوي المضخة, المكونات الهيدروليكية, الآلات, والأجزاء الزخرفية, لأن توازن خصائصه يناسب الأجزاء التي يجب أن تكون قوية, قابل للتلميع, وصالحة للخدمة في بيئات تآكل معتدلة.

هذه هي الفكرة المركزية وراء 1.4021: إنه ليس من الفولاذ المقاوم للصدأ العالمي, ولكن واحدة مستهدفة من الناحية الفنية.

2. ما هو 1.4021 الفولاذ المقاوم للصدأ?

1.4021 هو أ الكروم المارتنسيتي الفولاذ المقاوم للصدأ مع محتوى الكروم في 12-14 ٪ النطاق والكربون في 0.16-0.25% يتراوح.

تصفه أوراق بيانات الموردين بأنه فولاذ قابل للتصلب يستخدم في حالة التسقية والمخففة للتطبيقات الإنشائية والتثبيت حيث مقاومة التآكل المعتدلة مطلوب.

وتوصف أيضًا بأنها أدوات مائدة وشفرة فولاذية, مما يعكس قدرته على تحقيق صلابة عالية نسبيًا بعد المعالجة الحرارية.

هذا الصف هو المغناطيسية, لديه قابلية جيدة للتصنيع وقابلية للنسيان, وهي مناسبة للاستخدام حتى حوالي 550-600 درجة مئوية اعتمادًا على العقار الذي يتم النظر فيه.

تنص إحدى أوراق البيانات على أنها "مقاومة للقياس حتى 1100 درجة فهرنهايت," وهو على وشك 593درجة مئوية, بينما يشير آخر إلى مقاومة جيدة للأجواء المؤكسدة تصل إلى حوالي 600درجة مئوية.

هذه القيم تتفق مع فكرة ذلك 1.4021 هو الفولاذ المقاوم للصدأ القابل للخدمة, ولكن ليس سبيكة تآكل ذات درجة حرارة عالية.

الخصائص الأساسية

على المستوى العملي, 1.4021 تقدر بأربعة أشياء:

• يمكن أن يكون تصلب إلى قوة وصلابة عالية,
• 1.4021 الفولاذ المقاوم للصدأ لديه مقاومة التآكل المعتدلة في الوسائط الخالية من الكلوريد,
• يمكن أن يكون مصقول للحصول على لمسة نهائية شديدة اللمعان,
• إنها مغناطيسي, والتي قد تكون مفيدة أو غير مرغوب فيها اعتمادًا على التطبيق.

3. التركيب الكيميائي وهوية المواد

4. الخصائص المادية والميكانيكية 1.4021 الفولاذ المقاوم للصدأ

خصائص 1.4021 تعتمد بقوة على حالة المعالجة الحرارية. في الحالة الملدنة يكون عمليًا نسبيًا; بعد التبريد والتلطيف يصبح أصعب وأقوى.

تلخص الجداول أدناه القيم التمثيلية لدرجة حرارة الغرفة من أوراق البيانات المنشورة.

الخصائص الفيزيائية

الخواص الميكانيكية

5. المعالجة الحرارية, تصلب, والبنية المجهرية

المعالجة الحرارية

1.4021 هو أ الفولاذ المقاوم للصدأ مارتينيسيتي, لذا فإن أدائه يخضع لدورة المعالجة الحرارية بدلاً من الحالة المستلمة وحدها.

في الحالة الصلبة, إنه أكثر ليونة وأكثر عملية; بعد التبريد والتهدئة, يتحول إلى مادة أصعب وأقوى بكثير.

هذه القدرة على الصلابة هي السبب الأساسي وراء استخدام الدرجة للشفرات, مهاوي, السحابات, وغيرها من المكونات المعرضة للتآكل.

تصف أوراق البيانات المنشورة حالة التلدين الناعم كما تم الحصول عليها عن طريق الضغط على 745-825 درجة مئوية يليه تبريد الهواء البطيء, بينما يتم إجراء التصلب عن طريق التسخين إلى حوالي 950-1050 درجة مئوية والتبريد في الهواء أو الزيت.

تصلب

البنية المجهرية الناتجة تكون مارتنسيتية بشكل أساسي بعد التبريد, ويتم استخدام خطوة التقسية لضبط التوازن بين الصلابة والمتانة.

للإنتاج العملي, يتم تحديد نطاق التقسية وفقًا لمجموعة الخصائص المستهدفة: يعطي مصدر واحد كيو تي 700 في 650-750 درجة مئوية و QT800 في 600-700 درجة مئوية, بينما يشير آخر إلى أن القوة المطلوبة تحدد درجة حرارة التخفيف.

هذه ليست سبيكة "مقاس واحد يناسب الجميع".; إنها مادة تم تصميم سلوكها النهائي بشكل متعمد من خلال المعالجة الحرارية.

البنية المجهرية

التفاصيل المعدنية الهامة هي نافذة التقصف. تحذر ورقة البيانات من أن النطاق بين 400درجة مئوية و 600 درجة مئوية يجب تجنبه لأن المراحل غير المرغوب فيها قد تترسب ويمكن أن يحدث التقصف.

وهذا يعني أن السبيكة يمكن أن تكون صعبة للغاية, ولكن يجب أيضًا التعامل معها بالانضباط الحراري.

بعبارة أخرى, نفس حساسية المعالجة الحرارية التي تصنعها 1.4021 مفيد أيضًا يجعله غير متسامح إذا تم التحكم في العملية بشكل سيء.

يتبع سلوك البنية المجهرية المتعلقة باللحام نفس المنطق. بعد اللحام, يجب تبريد قطعة العمل إلى ما دون منطقة بداية مارتنسيت, تقريبًا 120درجة مئوية, قبل التقسية.

وهذا يقلل من خطر التشقق ويساعد على استعادة توازن الملكية الأكثر استقرارًا في المنطقة المتأثرة بالحرارة.

يشير مصدر ثانٍ إلى أن الصف لا يتم لحامه بشكل شائع بسبب سلوكه المتصلب بالهواء, وهي طريقة أخرى لقول أن مدخلات الحرارة وتاريخ التبريد يؤثران بشدة على الأداء النهائي.

ملخص المعالجة الحرارية

6. أداء التآكل في بيئات مختلفة

1.4021 عروض الفولاذ المقاوم للصدأ معتدل مقاومة التآكل, ليست مناعة التآكل الواسعة المرتبطة بالدرجات الأوستنيتي مثل 304 أو 316.

تقول إحدى أوراق البيانات إنها تعمل بشكل جيد في حالة التآكل المعتدل, خالي من الكلوريد البيئات مثل الصابون, المنظفات, والأحماض العضوية, بينما يلاحظ آخر مقاومة الغلاف الجوي, المياه العذبة, الأحماض المخففة, والقلويات.

وهذا يجعلها مفيدة, ولكن ليس عالميًا. للسبيكة أيضًا قيود واضحة.

تنص شركة Swiss Steel على أنها كذلك غير مقاومة للتآكل الحبيبي في حالة التسليم أو الملحومة, و 1.4021 ولذلك لا ينبغي معاملته مثل الفولاذ المقاوم للصدأ المتخصص في التآكل في الخدمة الكيميائية الملحومة.

يكون أداء التآكل أفضل عندما يكون السطح مطحونًا جيدًا أو مصقولًا, ويشير أحد المصادر بوضوح إلى أن المقاومة المثالية للتآكل يتم تحقيقها عندما يكون السطح مطحونًا جيدًا أو مصقولًا.

منظور التآكل

• جيد للغلاف الجوي, المياه العذبة, الأحماض المخففة, القلويات, الصابون, المنظفات, والأحماض العضوية.
• ليس خيارًا جيدًا للخدمة التي تحتوي على كلوريد ثقيل أو شديدة التآكل.
• الانتهاء من السطح يهم: الأسطح المصقولة تعمل بشكل أفضل.
• يمكن أن تؤدي حالة اللحام والتسليم إلى تقليل مقاومة التآكل ما لم تتم إدارتها بشكل صحيح.

7. تلفيق, لحام, واعتبارات التصنيع

سلوك التصنيع

1.4021 هو الفولاذ المقاوم للصدأ مارتنسيتي, لذلك يرتبط سلوك التصنيع بشكل وثيق بمستوى صلابته وتاريخه الحراري.

في حالة الصلب, إنه عملي نسبيًا, وتصف بيانات الموردين قابليتها للنسخ بأنها جيدة, تشكيلها على البارد قدر الإمكان, وقابليتها للتصنيع جيدة.

تشير نفس أوراق البيانات أيضًا إلى أنه يمكن استخدامه في الوضع الساخن- والصفائح المدرفلة على البارد, يجرد, الحانات, سلك, أقسام, والمنتجات المشرقة, وهو ما يعكس نافذة معالجة صناعية واسعة إلى حد ما.

طريقة عملية للتفكير 1.4021 هذا هو: إنه ليس من الفولاذ المقاوم للصدأ "الصعب" بمعنى التصنيع, ولكنها أيضًا ليست درجة أوستنيتي ناعمة.

تتغير قابليتها للتشغيل بشكل كبير مع الصلابة, وينبغي تحديد هدف الملكية النهائي قبل بدء التشكيل أو التشغيل الآلي.

لهذا السبب, يجب التعامل مع تخطيط التصنيع وتخطيط المعالجة الحرارية كمشكلة واحدة مدمجة بدلاً من خطوتين منفصلتين.

تزوير والعمل الساخن

العمل الساخن راسخ لهذا الصف. توصي إحدى أوراق البيانات بالتسخين التدريجي إلى حوالي 850درجة مئوية, ثم تسخين أسرع ل 1150-1180 درجة مئوية, مع تزوير نفذت بين 1100درجة مئوية و 900 درجة مئوية, يليه تبريد بطيء لتعزيز تطوير الهيكل الخاضع للرقابة.

ويشير مصدر آخر إلى أن الدرجة تُستخدم بنجاح في التطبيقات الإنشائية والمثبتة ولها قابلية جيدة للتشكيل.

وهذه التفاصيل تظهر ذلك 1.4021 يستجيب بشكل جيد للتزوير, ولكن فقط عندما يتم ضبط التحكم في درجة الحرارة.

لحام

هذه ليست درجة تكافئ ممارسة اللحام غير الرسمية.

والسبب هيكلي: كالفولاذ المارتنسيتي, يمكن أن تتصلب أثناء التبريد, مما يزيد من خطر مناطق اللحام الهشة وعدم توازن الممتلكات ما لم يتم استخدام التسخين المسبق والتلطيف بشكل صحيح.

تعتبر ورقة البيانات المنفصلة أكثر وضوحًا, تفيد بذلك 1.4021 "ليست ملحومة بشكل شائع" بسبب سلوكها المتصلب بالهواء.

الوجبات الجاهزة العملية واضحة: اللحام ممكن, ولكن ينبغي التخطيط لها كعملية تعدينية خاضعة للرقابة, ليست مجرد خطوة انضمام.

بالقطع

تعد القدرة على التصنيع إحدى الميزات الأكثر ملاءمة لـ 1.4021. يصف Swiss Steel الصف بأنه يتمتع بقابلية تصنيع جيدة, وتشير شركة تيسنكروب إلى أنها تقوم بتصنيع الفولاذ الكربوني بنفس الصلابة بشكل مشابه.

وهذا يعني أن عبء التصنيع يخضع إلى حد كبير لمستوى الصلابة وليس السلوك غير المعتاد للفولاذ المقاوم للصدأ.

في الممارسة العملية, مما يجعل السبيكة جذابة بشكل خاص للأجزاء التي من المتوقع أن يتم تشكيلها قبل التصلب النهائي أو استخدامها في حالة مخففة حيث لا يزال التحكم في الأبعاد مهمًا.

التشطيب السطحي وقابلية التلميع

التشطيب السطح هو أكثر من مستحضرات التجميل ل 1.4021; كما أنه يؤثر على أداء التآكل.

تشير وثائق المورد إلى أنه يمكن صقل متغير شفرة السكين للحصول على تشطيبات شديدة اللمعان وأنه يتم تحقيق المقاومة المثالية للتآكل عندما يكون السطح مطحونًا جيدًا أو مصقولًا.

وهذا يجعل تشطيب السطح جزءًا وظيفيًا من التصميم وليس خطوة زخرفية نهائية.

هذا مهم بشكل خاص لأدوات المائدة, الأجزاء الزخرفية, والمكونات الميكانيكية المرئية.

سطح أكثر سلاسة لا يتحول 1.4021 إلى الفولاذ المقاوم للصدأ المتخصص في التآكل, ولكنه يساعد السبيكة على الأداء بشكل أقرب إلى أفضل مستوى ممكن ضمن غلاف الخدمة المقصود.

8. مميزات وعيوب 1.4021 الفولاذ المقاوم للصدأ

المزايا

1.4021 الفولاذ المقاوم للصدأ جذاب لأنه يجمع بين الصلابة, إمكانية تصنيع جيدة, وسطح نهائي.

باعتباره الفولاذ المقاوم للصدأ مارتنسيتي, يمكن معالجته حرارياً بصلابة وقوة أعلى بكثير من الدرجات الأوستنيتي, مما يجعلها مناسبة للشفرات, مهاوي, السحابات, والأجزاء المعرضة للتآكل.

وتظهر البيانات المنشورة الظروف الصعبة في QT700-QT800 تتراوح مع قوة الشد تصل إلى تقريبا 700-950 ميجا باسكال, اعتمادا على المزاج.

من السهل أيضًا تصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ نسبيًا ويمكن صقله للحصول على لمسة نهائية شديدة اللمعان, ولهذا السبب يتم استخدامه في أدوات المائدة, الأجزاء الزخرفية, والمكونات الميكانيكية الدقيقة.

يمكن أن تكون استجابتها المغناطيسية مفيدة أيضًا في بعض التطبيقات. في عدوانية معتدلة, بيئات خالية من الكلوريد, فهو يوفر مقاومة مقبولة للتآكل.

العيوب

القيد الرئيسي هو مقاومة التآكل المعتدلة فقط. أنها ليست بديلا عن الدرجات الأوستنيتي مثل 304 أو 316 في الخدمة الغنية بالكلوريد أو شديدة التآكل.

إنه كذلك غير مقاومة للتآكل الحبيبي في حالة التسليم أو الملحومة, لذلك يجب إدارة تاريخ اللحام والحرارة بعناية.

لذلك يُنظر إلى السبيكة بشكل أفضل على أنها أ فولاذ مقاوم للصدأ قابل للتصلب للأداء الميكانيكي, ليس الفولاذ المقاوم للصدأ العام.

9. التطبيقات الصناعية 1.4021 الفولاذ المقاوم للصدأ

1.4021 لم يتم اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ في المقام الأول لأنه الفولاذ المقاوم للصدأ الأكثر مقاومة للتآكل.

تم اختياره لأنه يمكن تصلبه, مصقول, ويتم تشكيلها إلى مكونات تحتاج إلى القوة, مقاومة التآكل, وسطح غير قابل للصدأ لائق في البيئات العدوانية المعتدلة.

حالات الاستخدام النموذجية

• السكاكين وأدوات المائدة
• الأدوات الجراحية وطب الأسنان
• مضخة مهاوي والأجزاء الهيدروليكية
• السحابات والمكونات الميكانيكية
• قوالب, يموت, وعناصر الأدوات
• أجزاء غير القابل للصدأ الزخرفية
• أجهزة السيارات والبتروكيماويات

10. درجات معادلة في المعايير الدولية

11. مقارنة مع الفولاذ المقاوم للصدأ الأخرى

12. خاتمة

1.4021 الفولاذ المقاوم للصدأ, أو X20Cr13, عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ مصنوع من الكروم المارتنسيتي وله غرض تقني واضح جدًا: للجمع بين الصلابة, مقاومة التآكل المعتدلة, مقاومة التآكل, وقابلية تلميع جيدة في درجة واحدة.

كثافته, معامل, والاستجابة المغناطيسية تجعله معدنًا هندسيًا قويًا, في حين أن استجابتها للمعالجة الحرارية تسمح بضبطها من مخزون صلب قابل للتشغيل نسبيًا إلى حالة أكثر صلابة وإخمادًا.

حدود السبائك لها نفس القدر من الأهمية. إنها ليست مقاومة للتآكل العالمي; ومن الأفضل أن نفهم أنه الفولاذ المقاوم للصدأ للبيئات المسببة للتآكل المعتدل حيث صلابة, الهندسة, وأداء الخدمة مهم.

بمجرد فهم هذا الإطار, تصبح المادة سهلة الوضع: 1.4021 هو نوع الفولاذ المقاوم للصدأ الذي تختاره عندما تحتاج إلى المزيد من الحافة, المزيد من مقاومة التآكل, وصلابة أكثر مما يمكن أن توفره الدرجة الأوستنيتي.

الأسئلة الشائعة

ما هو 1.4021 الفولاذ المقاوم للصدأ?

1.4021 هو الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي المعروف أيضًا باسم X20Cr13, وعادة ما تتم الإشارة إليه بشكل ترافقي إيسي 420 في الأدب المورد.

يكون 1.4021 الفولاذ المقاوم للصدأ المغناطيسي?

نعم. تصفها أوراق بيانات الموردين بأنها المغناطيسية الحديدية الصف مع المغناطيسية نعم.

يكون 1.4021 الفولاذ المقاوم للصدأ جيد للحام?

يمكن أن تكون ملحومة, ولكنها ليست أسهل طريقة لحام غير القابل للصدأ.

توصي أوراق البيانات بالتسخين المسبق وتلطيف ما بعد اللحام, ويشير أحد المصادر إلى أنه لا يتم لحامه بشكل شائع بسبب سلوكه المتصلب بالهواء.

يفعل 1.4021 الفولاذ المقاوم للصدأ يقاوم التآكل بشكل جيد?

لقد معتدل مقاومة التآكل, خاصة في الوسائط الخالية من الكلوريد مثل الصابون, المنظفات, الأحماض العضوية, المياه العذبة, والأحماض / القلويات المخففة. إنها ليست درجة مقاومة للصدأ عالية الكلور.

يستطيع 1.4021 يتم تصلب الفولاذ المقاوم للصدأ?

نعم. وهو من الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي القابل للتصلب, عادة ما يتم إخماده من حوالي 950-1050 درجة مئوية ومن ثم خفف.