1.4021 Nehrđajući čelik | X20Cr13 | UNS S42000

1. Uvođenje

1.4021 je martenzitni nehrđajući čelik nadaleko poznat po nazivu X20Cr13 i obično se upućuju na Aisi 420 u literaturi dobavljača.

Pripada porodici hromiranih nerđajućih čelika koji se mogu očvrsnuti termičkom obradom, što ga čini fundamentalno drugačijim od poznatijih austenitnih razreda koji se koriste za opštu otpornost na koroziju.

U praksi, 1.4021 se bira kada je dizajneru potrebna kombinacija umjerene otpornosti na koroziju, visok potencijal tvrdoće, i korisna otpornost na habanje, a ne maksimalne performanse korozije.

Materijal je posebno važan u priboru za jelo, lopatice, Pump osovine, hidraulične komponente, strojevi, i ukrasni dijelovi, jer je njegova imovinska ravnoteža dobro prilagođena dijelovima koji moraju biti jaki, poliranje, i upotrebljiv u umjereno korozivnim sredinama.

To je centralna ideja iza 1.4021: nije univerzalni nehrđajući čelik, ali tehnički ciljano.

2. Šta je 1.4021 Nehrđajući čelik?

1.4021 je a martenzitni hrom nehrđajući čelik sa sadržajem hroma u 12-14% domet i ugljik u 0.16-0,25% domet.

Tehnički listovi dobavljača ga opisuju kao očvrsni čelik koji se koristi u kaljenom i otpuštenom stanju za konstrukcijske i pričvrsne primjene gdje Umjerena otpornost na koroziju je potrebno.

Također se opisuje kao čelik za pribor za jelo i oštrice, što odražava njegovu sposobnost postizanja relativno visoke tvrdoće nakon termičke obrade.

Ova klasa je feromagnetna, ima dobru obradivost i kovanje, i pogodan je za upotrebu do oko 550–600°C zavisno od nekretnine koja se razmatra.

U jednom tehničkom listu stoji da je „otporan na kamenac do 1100 ° F,” što je o 593° C, dok drugi bilježi dobru otpornost na oksidirajuću atmosferu do oko 600° C.

Te vrijednosti su u skladu sa idejom da 1.4021 je nerđajući nerđajući materijal koji se može servisirati, ali ne legura visoke temperature.

Osnovne karakteristike

Na praktičnom nivou, 1.4021 se cijeni za četiri stvari:

• Može biti očvrsnuto do visoke čvrstoće i tvrdoće,
• 1.4021 nerđajući čelik ima Umjerena otpornost na koroziju u medijima bez hlorida,
• Može biti polirani do završne obrade visokog sjaja,
• Jeste magnetna, što može biti korisno ili nepoželjno ovisno o primjeni.

3. Hemijski sastav i identitet materijala

4. Fizička i mehanička svojstva od 1.4021 Nehrđajući čelik

Svojstva 1.4021 jako zavise od uslova termičke obrade. U žarenom stanju je relativno obradiv; nakon gašenja i kaljenja postaje mnogo tvrđi i jači.

Tabele u nastavku sumiraju reprezentativne vrijednosti sobne temperature iz objavljenih tablica podataka.

Fizička svojstva

Mehanička svojstva

5. Toplotni tretman, Stvrdnjavanje, i mikrostruktura

Toplotni tretman

1.4021 je a martenzitni nerđajući čelik, tako da je njegov učinak vođen ciklusom toplinske obrade, a ne samo stanjem prijema.

U žarenom stanju, mekši je i obradiviji; nakon gašenja i temperiranja, pretvara se u mnogo tvrđi i jači materijal.

Ta kaljivost je osnovni razlog zbog kojeg se klasa koristi za oštrice, osovine, Pričvršćivači, i druge komponente sklone habanju.

Objavljeni listovi sa podacima opisuju meko žareno stanje dobiveno držanjem na 745–825°C nakon čega slijedi sporo hlađenje zrakom, dok se stvrdnjavanje vrši zagrevanjem na oko 950–1050°C i hlađenje na zraku ili ulju.

Stvrdnjavanje

Rezultirajuća mikrostruktura je u osnovi martenzitna nakon gašenja, a korak kaljenja se koristi za podešavanje ravnoteže između tvrdoće i žilavosti.

Za praktičnu proizvodnju, opseg temperiranja se bira u skladu sa postavljenim ciljnim svojstvima: jedan izvor daje QT700 at 650–750°C i QT800 at 600–700°C, dok drugi napominje da željena čvrstoća određuje temperaturu kaljenja.

Ovo nije legura "jedna veličina za sve".; to je materijal čije je konačno ponašanje namjerno konstruirano termičkom obradom.

Mikrostruktura

Kritičan metalurški detalj je prozor krtosti. Tablica sa podacima upozorava da je raspon između 400° C i 600 ° C treba izbjegavati jer se neželjene faze mogu taložiti i može doći do krtosti.

To znači da se legura može napraviti veoma tvrda, ali se njime takođe mora postupati sa termičkom disciplinom.

Drugim riječima, istu osjetljivost na termičku obradu koja čini 1.4021 korisno takođe čini neoprostivim ako je proces loše kontrolisan.

Mikrostrukturno ponašanje vezano za zavarivanje slijedi istu logiku. Nakon zavarivanja, radni komad treba da se ohladi ispod martenzitne početne oblasti, otprilike 120° C, prije kaljenja.

Ovo smanjuje rizik od pucanja i pomaže u uspostavljanju stabilnijeg balansa svojstava u zoni zahvaćenom toplotom.

Drugi izvor napominje da se tip nije uobičajeno zavarivati ​​zbog njegovog ponašanja u pogledu stvrdnjavanja na zraku, što je još jedan način da se kaže da unos toplote i istorija hlađenja snažno utiču na konačne performanse.

Sažetak termičke obrade

6. Performanse korozije u različitim okruženjima

1.4021 ponude od nerđajućeg čelika umjereno Otpornost na koroziju, ne široku otpornost na koroziju povezanu sa austenitnim klasama kao što su 304 ili 316.

Jedan list sa podacima kaže da dobro radi u umjereno korozivnim, bez hlorida okruženja kao što su sapuni, deterdženti, i organske kiseline, dok drugi primećuje otpornost na atmosferu, svježa voda, razblažene kiseline, i alkalije.

To ga čini korisnim, ali nije univerzalna. Legura takođe ima jasna ograničenja.

Swiss Steel navodi da jeste nije otporan na intergranularnu koroziju u stanju isporuke ili zavarivanja, i 1.4021 stoga se ne treba tretirati kao nehrđajući čelik koji je specijaliziran za koroziju u zavarenim kemijskim uslugama.

Njegov učinak korozije je najbolji kada je površina fino brušena ili polirana, a jedan izvor eksplicitno napominje da se optimalna otpornost na koroziju postiže kada je površina fino brušena ili polirana.

Perspektiva korozije

• Dobro za atmosferu, svježa voda, razblažene kiseline, alkalije, sapuni, deterdženti, i organske kiseline.
• Nije dobar izbor za rad sa teškim hloridima ili jako korozivnim.
• Završna obrada površine je važna: polirane površine rade bolje.
• Uvjeti zavarivanja i isporuke mogu smanjiti otpornost na koroziju ako se njima pravilno ne upravlja.

7. Izmišljotina, Zavarivanje, i Mašinska razmatranja

Ponašanje proizvodnje

1.4021 je martenzitni nerđajući čelik, tako da je njegovo ponašanje u proizvodnji blisko povezano sa nivoom tvrdoće i termičkom istorijom.

U žarenom stanju, relativno je izvodljiv, a podaci dobavljača opisuju njegovu mogućnost krivotvorenja kao dobru, njegovo hladno oblikovanje što je moguće, i njegova obradivost kao dobra.

Isti listovi sa podacima takođe navode da se može koristiti u vrućim uslovima- i hladno valjani lim, strip, barovi, žice, sekcije, i svijetli proizvodi, što odražava prilično širok prozor industrijske obrade.

Praktičan način razmišljanja 1.4021 je ovo: to nije "težak" nerđajući čelik u smislu proizvodnje, ali takođe nije meki austenit.

Njegova obradivost se značajno mijenja sa tvrdoćom, a konačni cilj svojstva treba biti odlučen prije formiranja ili obrade.

Iz tog razloga, planiranje proizvodnje i planiranje termičke obrade treba tretirati kao jedan kombinovani problem, a ne kao dva odvojena koraka.

Kovanje i vruća obrada

Vrući rad je dobro uspostavljen za ovu klasu. Jedan tehnički list preporučuje postepeno zagrijavanje na oko 850° C, zatim brže zagrevanje do 1150–1180°C, sa kovanjem koje se vrši između 1100°C i 900°C, nakon čega slijedi sporo hlađenje kako bi se promovirao kontrolirani razvoj strukture.

Another source notes that the grade is used successfully in constructional and fastener applications and has good forgeability.

These details show that 1.4021 responds well to forging, but only when temperature control is disciplined.

Zavarivanje

This is not a grade that rewards casual welding practice.

The reason is structural: as a martensitic steel, it can harden during cooling, which raises the risk of brittle weld zones and property imbalance unless preheat and tempering are used correctly.

A separate datasheet is even more blunt, stating that 1.4021 is “not commonly welded” because of its air-hardening behavior.

The practical takeaway is clear: welding is feasible, but it should be planned as a controlled metallurgical operation, not just a joining step.

Obrada

Machinability is one of the more favorable features of 1.4021. Swiss Steel opisuje ovu vrstu kao dobru obradivost, a thyssenkrupp napominje da obrađuje slično ugljičnim čelicima iste tvrdoće.

To znači da je opterećenje strojne obrade uglavnom vođeno nivoom tvrdoće, a ne neuobičajenim ponašanjem nehrđajućeg čelika.

U praksi, što čini leguru posebno atraktivnom za dijelove za koje se očekuje da će biti obrađeni prije konačnog stvrdnjavanja ili korišteni u kaljenom stanju gdje je kontrola dimenzija još uvijek važna.

Završna obrada i mogućnost poliranja

Završna obrada je više nego kozmetički za 1.4021; takođe utiče na performanse korozije.

Dokumentacija dobavljača kaže da se varijanta sečiva noža može polirati do završne obrade visokog sjaja i da se optimalna otpornost na koroziju postiže kada je površina fino brušena ili polirana.

To čini površinsku završnu obradu funkcionalnim dijelom dizajna, a ne završnim dekorativnim korakom.

Ovo je posebno važno za pribor za jelo, ukrasni dijelovi, i vidljive mehaničke komponente.

Glatka površina se ne okreće 1.4021 u nerđajući čelik specijalizovan za koroziju, ali pomaže leguri da se približi svom najboljem mogućem nivou unutar predviđenog radnog okvira.

8. Prednosti i nedostaci 1.4021 Nehrđajući čelik

Prednosti

1.4021 nerđajući čelik je privlačan jer se kombinuje otvrdnjavanje, Dobra obrada, i površinu koja se može završiti.

Kao martenzitni nerđajući čelik, može se termički obrađivati ​​na mnogo veću tvrdoću i čvrstoću od austenitnih razreda, što ga čini pogodnim za oštrice, osovine, Pričvršćivači, i dijelovi koji su podložni habanju.

Objavljeni podaci pokazuju očvršćene uslove u QT700–QT800 raspon sa vlačnom čvrstoćom do otprilike 700–950 MPa, zavisno od temperamenta.

Nerđajući čelik se takođe relativno lako obrađuje i može se polirati do visokog sjaja, zbog čega se koristi u priboru za jelo, ukrasni dijelovi, i precizne mehaničke komponente.

Njegov magnetni odgovor također može biti koristan u nekim aplikacijama. U umjereno agresivnom, okruženja bez hlorida, nudi prihvatljivu otpornost na koroziju.

Nedostaci

Njegovo glavno ograničenje je samo umjerena otpornost na koroziju. Nije zamjena za austenitne razrede kao npr 304 ili 316 u radu bogatom hloridima ili jako korozivnim.

Takodje je nije otporan na intergranularnu koroziju u stanju isporuke ili zavarivanja, tako da se istorija zavarivanja i toplote mora pažljivo voditi.

Zbog toga se legura bolje posmatra kao a otvrdljivi nehrđajući čelik za mehaničke performanse, nije uobičajeni nerđajući materijal otporan na koroziju.

9. Industrijske primjene 1.4021 Nehrđajući čelik

1.4021 nehrđajući čelik se ne bira prvenstveno zato što je nehrđajući čelik najotporniji na koroziju.

Odabran je jer se može očvrsnuti, uglačan, i obrađene u komponente kojima je potrebna snaga, otpornost na habanje, i pristojnu površinu od nerđajućeg čelika u umjereno agresivnim okruženjima.

Tipični slučajevi upotrebe

• noževi i pribor za jelo
• hirurški i stomatološki instrumenti
• pumpa osovine i hidraulički dijelovi
• pričvršćivači i mehaničke komponente
• kalupi, umire, i elementi alata
• ukrasni dijelovi od nehrđajućeg čelika
• automobilski i petrohemijski hardver

10. Ekvivalentne ocjene u međunarodnim standardima

11. Poređenje sa drugim nerđajućim čelicima

12. Zaključak

1.4021 nehrđajući čelik, ili X20Cr13, je martenzitni hrom nerđajući čelik sa vrlo jasnom tehničkom namjenom: za kombinovanje otvrdnjavanja, Umjerena otpornost na koroziju, otpornost na habanje, i dobra mogućnost poliranja u jednom stepenu.

Njegova gustina, modul, i magnetni odziv čine ga robusnim inženjerskim metalom, dok njegov odziv na termičku obradu omogućava da se iz relativno obradivog žarenog materijala podesi na mnogo teže stanje kaljenja i otpuštanja.

Granice legure su podjednako važne. To nije univerzalni nerđajući nerđajući materijal; bolje je shvatiti kao nehrđajući čelik za umjereno korozivna okruženja gdje je tvrdoća, geometrija, i performanse usluge su bitne.

Jednom kada se to kadriranje shvati, materijal postaje lak za postavljanje: 1.4021 je vrsta nehrđajućeg čelika koju birate kada vam treba više rubova, veća otpornost na habanje, i veću stvrdljivost nego što može pružiti austenit.

FAQs

Šta je 1.4021 nehrđajući čelik?

1.4021 je martenzitni nerđajući čelik poznat i kao X20Cr13, i obično se upućuju na Aisi 420 u literaturi dobavljača.

Is 1.4021 magnetni inox?

Da. Podaci dobavljača to opisuju kao a feromagnetski razreda sa magnetiziranjem da.

Is 1.4021 nerđajući čelik dobar za zavarivanje?

Može se zavariti, ali to nije najlakše zavarivanje nerđajućeg čelika.

Tehnički listovi preporučuju predgrijavanje i kaljenje nakon zavarivanja, a jedan izvor napominje da nije uobičajeno zavaren zbog njegovog ponašanja u pogledu stvrdnjavanja na zraku.

Does 1.4021 nerđajući čelik dobro je otporan na koroziju?

Ima umjereno Otpornost na koroziju, posebno u medijima bez hlorida kao što su sapuni, deterdženti, organske kiseline, svježa voda, i razrijeđene kiseline/alkalije. Nije nerđajući razred sa visokim sadržajem hlorida.

Može 1.4021 nerđajući čelik biti kaljen?

Da. To je kaljivi martenzitni nerđajući čelik, tipično ugašena od oko 950–1050°C a zatim temperirano.