1.4021 Rozsdamentes acél | X20Cr13 | UNS S42000

1. Bevezetés

1.4021 elnevezéssel széles körben ismert martenzites rozsdamentes acél X20Cr13 és gyakran kereszthivatkoznak rá AISI 420 a beszállítói szakirodalomban.

A króm-rozsdamentes acélok családjába tartozik, amelyek hőkezeléssel edzhetők, ami alapvetően különbözik az általános korrózióállóságra használt, ismertebb ausztenites minőségektől.

Gyakorlatban, 1.4021 akkor választják, ha a tervezőnek mérsékelt korrózióállóság kombinációjára van szüksége, nagy keménységi potenciál, és hasznos kopásállóság a maximális korróziós teljesítmény helyett.

Az evőeszközöknél különösen fontos az anyag, pengék, szivattyú tengelyek, hidraulikus alkatrészek, gépek, és díszítő részek, mert a tulajdonság egyensúlya jól illeszkedik azokhoz az alkatrészekhez, amelyeknek erősnek kell lenniük, polírozható, és közepesen korrozív környezetben használható.

Ez a mögöttes központi gondolat 1.4021: ez nem egy univerzális rozsdamentes acél, hanem technikailag célzott.

2. Mi van 1.4021 Rozsdamentes acél?

1.4021 a martenzites króm rozsdamentes acél krómtartalommal a 12-14% tartomány és szén a 0.16–0,25% hatótávolság.

A beszállítói adatlapok edzhető acélként írják le, amelyet edzett és edzett állapotban építőipari és kötőelemes alkalmazásokhoz használnak, ahol mérsékelt korrózióállóság szükség van.

Evőeszközként és pengeacélként is leírják, ami azt tükrözi, hogy a hőkezelés után képes viszonylag nagy keménységet elérni.

Ez a fokozat ferromágneses, jó megmunkálhatósággal és kovácsolhatósággal rendelkezik, és kb 550-600°C a vizsgált ingatlantól függően.

Az egyik adatlapon az áll, hogy „legfeljebb méretezésálló 1100 ° F,” ami kb 593° C, míg egy másik jó ellenállást mutat az oxidáló atmoszférával szemben kb 600° C.

Ezek az értékek összhangban vannak azzal az elképzeléssel 1.4021 egy szervizelhető melegen megmunkált rozsdamentes, de nem magas hőmérsékletű korróziós ötvözet.

Alapvető jellemzők

Gyakorlati szinten, 1.4021 négy dologra értékelik:

• Az is lehet edzett nagy szilárdságra és keménységre,
• 1.4021 rozsdamentes acél rendelkezik mérsékelt korrózióállóság kloridmentes közegben,
• Az is lehet magasfényűre polírozva,
• Ez az mágneses, amelyek az alkalmazástól függően hasznosak vagy nemkívánatosak lehetnek.

3. Kémiai összetétel és anyagazonosság

4. Fizikai és mechanikai tulajdonságai 1.4021 Rozsdamentes acél

A tulajdonságait 1.4021 erősen függ a hőkezelés körülményeitől. Lágyított állapotban viszonylag jól megmunkálható; oltás és temperálás után sokkal keményebbé és erősebbé válik.

Az alábbi táblázatok a közzétett adatlapokból származó reprezentatív szobahőmérséklet értékeket foglalják össze.

Fizikai tulajdonságok

Mechanikai tulajdonságok

5. Hőkezelés, Keményedés, és Mikrostruktúra

Hőkezelés

1.4021 a martenzitikus rozsdamentes acél, így teljesítményét a hőkezelési ciklus szabályozza, nem pedig a kapott állapot önmagában.

Lágyított állapotban, puhább és jobban megmunkálható; oltás és temperálás után, sokkal keményebb és erősebb anyaggá alakul át.

Ez a keménység a fő oka annak, hogy a minőséget pengékhez használják, tengelyek, rögzítőelemek, és egyéb kopásra hajlamos alkatrészek.

A közzétett adatlapok leírják a lágyan lágyított állapotot, amelyet úgy kaptunk, hogy tartjuk 745-825 °C ezt követi a lassú léghűtés, míg a keményítést kb 950-1050°C és levegőn vagy olajon történő hűtés.

Keményedés

A keletkező mikrostruktúra a kioltás után alapvetően martenzites, a temperálási lépés pedig a keménység és a szívósság egyensúlyának beállítására szolgál.

Praktikus gyártáshoz, a temperálási tartomány a céltulajdonságkészletnek megfelelően kerül kiválasztásra: az egyik forrás adja QT700 at 650-750°C és QT800 at 600-700°C, míg egy másik megjegyzi, hogy a kívánt szilárdság határozza meg a temperálási hőmérsékletet.

Ez nem egy „mindenkire való” ötvözet; ez egy olyan anyag, amelynek végső viselkedését szándékosan termikus feldolgozás útján alakították ki.

Mikroszerkezet

A kohászati ​​kritikus részlet a ridegedési ablak. Az adatlap arra figyelmeztet, hogy a közötti tartomány 400°C és 600 °C kerülni kell, mert nemkívánatos fázisok kicsapódhatnak, és ridegedés léphet fel.

Ez azt jelenti, hogy az ötvözet nagyon keménysé tehető, de azt is termikus fegyelemmel kell kezelni.

Más szavakkal, ugyanaz a hőkezelési érzékenység, mint amilyen 1.4021 hasznos azt is megbocsáthatatlanná teszi, ha a folyamatot rosszul irányítják.

A hegesztéssel kapcsolatos mikroszerkezeti viselkedés ugyanezt a logikát követi. Hegesztés után, a munkadarabot a martenzit kezdőterülete alá kell hűteni, hozzávetőlegesen 120° C, temperálás előtt.

Ez csökkenti a repedések kockázatát, és segít helyreállítani a stabilabb ingatlanegyensúlyt a hőhatászónában.

Egy másik forrás megjegyzi, hogy a minőséget nem szokták hegeszteni a levegőben keményedő viselkedése miatt, Ez egy másik módja annak, hogy elmondhassuk, hogy a hőbevitel és a hűtési történet erősen befolyásolja a végső teljesítményt.

A hőkezelés összefoglalója

6. Korróziós teljesítmény különböző környezetekben

1.4021 rozsdamentes acél ajánlatok mérsékelt korrózióállóság, nem az ausztenites minőségekhez kapcsolódó széles korrózióállóságot, mint pl 304 vagy 316.

Az egyik adatlap szerint közepesen korrozív környezetben is jól teljesít, klorid mentes környezetek, például szappanok, tisztítószerek, és szerves savak, míg egy másik a légkörrel szembeni ellenállást jegyzi meg, friss víz, híg savak, és lúgok.

Ez hasznossá teszi, de nem univerzális. Az ötvözetnek egyértelmű korlátai is vannak.

A Swiss Steel azt állítja, hogy igen nem ellenálló a szemcseközi korrózióval szemben szállítási vagy hegesztési állapotban, és 1.4021 ezért nem szabad úgy kezelni, mint egy korróziós speciális rozsdamentes acélt a hegesztett vegyszerszolgáltatásban.

Korrózióállósága akkor a legjobb, ha a felület finomra csiszolt vagy polírozott, és egy forrás kifejezetten megjegyzi, hogy az optimális korrózióállóság akkor érhető el, ha a felületet finomra csiszolják vagy polírozzák.

Korróziós perspektíva

• Jó a légkörnek, friss víz, híg savak, lúgok, szappanok, tisztítószerek, és szerves savak.
• Nem jó választás kloridos vagy erősen maró hatású szolgáltatásokhoz.
• A felületkezelés számít: a polírozott felületek jobban teljesítenek.
• A hegesztési és szállítási állapot csökkentheti a korrózióállóságot, hacsak nem megfelelően kezelik.

7. Gyártás, Hegesztés, és megmunkálási szempontok

Gyártási viselkedés

1.4021 egy martenzites rozsdamentes acél, így gyártási viselkedése szorosan kötődik keménységi szintjéhez és hőtörténetéhez.

Lágyított állapotban, viszonylag működőképes, a beszállítói adatok pedig jónak mondják a hamisíthatóságát, hidegalakítása lehetséges, és a megmunkálhatósága is olyan jó.

Ugyanezek az adatlapok azt is megjegyzik, hogy melegben is használható- és hidegen hengerelt lap, szalag, rúd, huzal, szakaszok, és fényes termékek, ami meglehetősen széles ipari feldolgozási ablakot tükröz.

Praktikus gondolkodásmód 1.4021 ez: gyártási értelemben nem „nehéz” rozsdamentes acél, de ez sem lágy ausztenites minőség.

Megmunkálhatósága a keménységgel jelentősen változik, és a végső tulajdonságcélt az alakítás vagy megmunkálás megkezdése előtt kell eldönteni.

Ezért, A gyártástervezést és a hőkezelés tervezését egy kombinált problémaként kell kezelni, nem pedig két különálló lépésként.

Kovácsolás és melegítés

A melegmunka jól bevált ezen az osztályon. Az egyik adatlap fokozatos fűtést ajánl kb 850° C, majd gyorsabban felfűtjük 1150-1180°C, között végzett kovácsolással 1100°C és 900 °C, ezt követi a lassú hűtés az ellenőrzött szerkezetfejlődés elősegítése érdekében.

Egy másik forrás megjegyzi, hogy a minőséget sikeresen használják építőiparban és rögzítőelemekben, és jó kovácsolhatósággal rendelkezik.

Ezek a részletek azt mutatják 1.4021 jól reagál a kovácsolásra, de csak akkor, ha a hőmérséklet szabályozása fegyelmezett.

Hegesztés

Ez nem olyan osztályzat, amely az alkalmi hegesztési gyakorlatot díjazza.

Az ok strukturális: mint martenzites acél, hűtés közben megkeményedhet, ami növeli a rideg hegesztési zónák és a tulajdonságok kiegyensúlyozatlanságának kockázatát, hacsak nem megfelelően alkalmazzák az előmelegítést és a temperálást.

Egy külön adatlap még tompább, kijelentve, hogy 1.4021 légkeményedési viselkedése miatt „nem általában hegeszthető”..

A gyakorlati kitétel egyértelmű: hegesztés kivitelezhető, de irányított kohászati ​​műveletként kell tervezni, nem csak egy csatlakozási lépés.

Megmunkálás

A megmunkálhatóság az egyik kedvezőbb tulajdonsága 1.4021. A Swiss Steel a minőséget jó megmunkálhatóságként írja le, és thyssenkrupp megjegyzi, hogy az azonos keménységű szénacélokhoz hasonlóan megmunkálható.

Ez azt jelenti, hogy a megmunkálási terhelést nagyrészt a keménységi szint szabályozza, nem pedig a szokatlan rozsdamentes acél viselkedés..

Gyakorlatban, ami különösen vonzóvá teszi az ötvözetet azoknál az alkatrészeknél, amelyeket várhatóan a végső edzés előtt megmunkálnak, vagy edzett állapotban használnak, ahol a méretszabályozás még mindig számít.

Felületkezelés és polírozhatóság

Felszíni befejezés több, mint kozmetikai 1.4021; a korróziós teljesítményt is befolyásolja.

A beszállítói dokumentáció szerint a késpenge változat fényesre polírozható, és az optimális korrózióállóság akkor érhető el, ha a felületet finomra csiszolják vagy polírozzák..

Ez a felületkezelést a tervezés funkcionális részévé teszi, nem pedig végső dekorációs lépésként.

This is particularly relevant for cutlery, decorative parts, and visible mechanical components.

A smoother surface does not turn 1.4021 into a corrosion-specialist stainless steel, but it does help the alloy perform closer to its best possible level within its intended service envelope.

8. Előnyei és hátrányai 1.4021 Rozsdamentes acél

Előnyök

1.4021 stainless steel is attractive because it combines edzhetőség, jó megmunkálhatóság, and a finishable surface.

As a martensitic stainless steel, it can be heat treated to much higher hardness and strength than austenitic grades, making it suitable for blades, tengelyek, rögzítőelemek, and wear-prone parts.

Published data show hardened conditions in the QT700–QT800 range with tensile strength up to roughly 700-950 MPa, depending on temper.

Stainless steel is also relatively easy to machine and can be polished to a high-gloss finish, which is why it is used in cutlery, decorative parts, and precision mechanical components.

Mágneses válasza bizonyos alkalmazásokban is hasznos lehet. Közepesen agresszív, kloridmentes környezetben, elfogadható korrózióállóságot biztosít.

Hátrányok

Fő korlátja az csak mérsékelt korrózióállóság. Nem helyettesíti az ausztenites minőségeket, mint pl 304 vagy 316 kloridban gazdag vagy erősen maró hatású üzemben.

Az is nem ellenálló a szemcseközi korrózióval szemben szállítási vagy hegesztési állapotban, ezért gondosan kell kezelni a hegesztési és hőtörténeti adatokat.

Az ötvözet ezért jobban értelmezhető a edzhető rozsdamentes acél a mechanikai teljesítmény érdekében, nem egy általános korrózióálló rozsdamentes.

9. Ipari alkalmazásai 1.4021 Rozsdamentes acél

1.4021 a rozsdamentes acélt nem elsősorban azért választják, mert ez a legkorrózióállóbb rozsdamentes acél.

Azért van kiválasztva, mert edzhető, csiszolt, és erőt igénylő alkatrészekké megmunkálva, kopásállóság, és tisztességes rozsdamentes felület közepesen agresszív környezetben.

Tipikus felhasználási esetek

• kések és evőeszközök
• sebészeti és fogászati ​​műszerek
• szivattyú tengelyek és hidraulikus alkatrészek
• kötőelemek és mechanikai alkatrészek
• formák, elhuny, és szerszámelemek
• dekoratív rozsdamentes alkatrészek
• autóipari és petrolkémiai hardver

10. Egyenértékű fokozatok a nemzetközi szabványokban

11. Összehasonlítás más rozsdamentes acélokkal

12. Következtetés

1.4021 rozsdamentes acél, vagy X20Cr13, egy martenzites króm rozsdamentes acél, nagyon világos műszaki céllal: az edzhetőség kombinálására, mérsékelt korrózióállóság, kopásállóság, és jó polírozhatóság egyetlen minőségben.

A sűrűsége, modulus, és mágneses reakciója robusztus műszaki fémmé teszi, míg a hőkezelési reakciója lehetővé teszi, hogy a viszonylag jól működő lágyított alapanyagról sokkal keményebb hűtött és temperált állapotra hangoljon.

Az ötvözet határértékei ugyanolyan fontosak. Ez nem egy univerzális korróziós rozsdamentes acél; jobban érthető rozsdamentes acélként közepesen korrozív környezetekhez, ahol keménység, geometria, és a szolgáltatás teljesítménye számít.

Miután megértette ezt a keretet, az anyag könnyen elhelyezhetővé válik: 1.4021 az a fajta rozsdamentes acél, amelyet akkor választ, ha több élre van szüksége, nagyobb kopásállóság, és nagyobb edzhetőséget biztosít, mint amennyit az ausztenites minőség nyújtani tud.

GYIK

Mi az 1.4021 rozsdamentes acél?

1.4021 egy martenzites rozsdamentes acél, más néven X20Cr13, és gyakran hivatkoznak rá AISI 420 a beszállítói szakirodalomban.

Is 1.4021 rozsdamentes acél mágneses?

Igen. A beszállítói adatlapok úgy írják le, mint a ferromágneses fokozat mágnesezhetőségével igen.

Is 1.4021 rozsdamentes acél hegesztésre alkalmas?

Hegeszthető, de nem a legegyszerűbb a rozsdamentes hegesztés.

Az adatlapok előmelegítést és hegesztés utáni temperálást javasolnak, és egy forrás megjegyzi, hogy a levegőben keményedő viselkedése miatt általában nem hegesztik.

Igen 1.4021 a rozsdamentes acél jól ellenáll a korróziónak?

Megvan mérsékelt korrózióállóság, különösen kloridmentes közegben, például szappanokban, tisztítószerek, szerves savak, friss víz, és híg savak/lúgok. Nem magas kloridtartalmú rozsdamentes minőség.

Tud 1.4021 rozsdamentes acél legyen edzett?

Igen. Edzett martenzites rozsdamentes acél, jellemzően kb 950-1050°C majd megedzett.