1. INNGANGUR
1.4021 er martensitic ryðfrítt stál sem er víða þekkt undir nafninu X20Cr13 og almennt er vísað til Aisi 420 í birgjabókmenntum.
Það tilheyrir fjölskyldu króm ryðfríu stáli sem hægt er að herða með hitameðferð, sem gerir það í grundvallaratriðum frábrugðið þekktari austenitískum flokkum sem notuð eru fyrir almenna tæringarþol.
Í reynd, 1.4021 er valið þegar hönnuður þarf blöndu af hóflegu tæringarþoli, hár möguleiki á hörku, og gagnlegt slitþol frekar en hámarks tæringarafköst.
Efnið er sérstaklega mikilvægt í hnífapörum, blöð, dæluskafta, vökva íhlutir, vélar, og skreytingarhlutar, vegna þess að eignajafnvægi þess hentar vel hlutum sem verða að vera sterkir, fægjanlegt, og nothæf í miðlungs ætandi umhverfi.
Það er meginhugsunin á bakvið 1.4021: það er ekki alhliða ryðfríu stáli, en tæknilega miðuð.
2. Hvað er 1.4021 Ryðfríu stáli?
1.4021 er a martensitic króm ryðfríu stáli með króminnihaldi í 12–14% svið og kolefni í 0.16–0,25% svið.
gagnablöð birgja lýsa því sem herðanlegu stáli sem notað er í slökktu og hertu ástandi fyrir byggingar- og festingar þar sem miðlungs tæringarþol er þörf.
Það er einnig lýst sem hnífapörum og blaðstáli, sem endurspeglar getu þess til að ná tiltölulega mikilli hörku eftir hitameðferð.
Þessi einkunn er ferromagnetic, hefur góða vinnsluhæfni og smíðahæfni, og hentar til notkunar allt að u.þ.b 550–600°C eftir því hvaða eign er til skoðunar.
Eitt gagnablað segir að það sé „kvarðaþolið allt að 1100 ° f,“ sem er um 593° C., en annar bendir á góða viðnám gegn oxandi andrúmslofti allt að u.þ.b 600° C..
Þau gildi eru í samræmi við þá hugmynd 1.4021 er nothæft heitvinnandi ryðfrítt, en ekki háhita tæringarblendi.
Kjarnaeiginleikar
Á verklegu stigi, 1.4021 er metið fyrir fjóra hluti:
- Það getur verið harðnað til mikillar styrkleika og hörku,
- 1.4021 ryðfríu stáli hefur miðlungs tæringarþol í klóríðlausum miðlum,
- Það getur verið fáður að háglans áferð,
- Það er segulmagnaðir, sem getur verið gagnlegt eða óæskilegt eftir umsókn.
3. Efnasamsetning og auðkenni efnis
| Element | Dæmigert svið í 1.4021 | Hlutverk í málmblöndunni |
| Kolefni (C.) | 0.16–0,25% | Gerir herðingu og meiri lokahörku. |
| Króm (Cr) | 12.0–14,0% | Veitir ryðfrían karakter og oxunarþol. |
| Mangan (Mn) | ≤ 1.50% | Styður afoxun og vinnslujafnvægi. |
| Kísil (Og) | ≤ 1.00% | Aðstoðar stálsmíði og stuðlar hóflega að styrkleika. |
| Fosfór (P.) | ≤ 0.040% | Haldið lágt til að forðast stökkt. |
| Brennisteinn (S) | ≤ 0.030% | Haldið lágt; stjórnað brennisteini má nota til vinnslu í sumum vöruformum. |
| Járn (Fe) | Jafnvægi | Fylkisþáttur stálsins. |
4. Líkamlegir og vélrænir eiginleikar 1.4021 Ryðfríu stáli
Eiginleikar 1.4021 fer mjög eftir hitameðhöndlunarástandi. Í glæðu ástandi er það tiltölulega framkvæmanlegt; eftir slökkvun og temprun verður hann miklu harðari og sterkari.
Töflurnar hér að neðan taka saman dæmigerð herbergishitagildi úr útgefnum gagnablöðum.
Líkamlegir eiginleikar
| Eign | Dæmigert gildi | Athugasemdir |
| Þéttleiki | 7.70–7,73 g/cm³ | Þétt martensitic ryðfrítt stál, dæmigert fyrir krómstál. |
| Teygjustuðull | 215–216 GPa | Tiltölulega stíft miðað við austenítískt ryðfrítt stál. |
| Varmaleiðni | 30 W/m · k | Miðlungs hitaleiðni fyrir ryðfríu stáli. |
| Sérhiti | 460 J/kg · k | Dæmigert hitauppstreymi fyrir þessa bekkjarfjölskyldu. |
| Varmaþenslustuðull | um 10.5 × 10⁻⁶/°C (20–100°C) | Lægra en austenitískt ryðfrítt stál, hjálpa til við víddarstöðugleika. |
| Segulsvörun | Já | Ferromagnetic í staðlað ástand. |
Vélrænni eiginleika
| Ástand | Ávöxtunarstyrkur | Togstyrkur | Lenging | Hörku | Athugasemdir |
| Annealed / mjúkt ástand | —— | Allt að um 760 MPa hámark | —— | Allt að um 230 HB hámark | Hentar vel til vinnslu og mótunar fyrir endanlega herðingu. |
| +QT700 | ≥ 500 MPA | 700–850 MPa | ≥ 13% | —— | Jafnvægi hert ástand með góðri hörku. |
| +QT800 | ≥ 600 MPA | 800–950 MPa | ≥ 12% | —— | Meiri styrkur/hörku, örlítið minni sveigjanleiki. |
5. Hitameðferð, Herða, og smásjá
Hitameðferð
1.4021 er a martensitic ryðfríu stáli, þannig að frammistaða þess stjórnast af hitameðhöndlunarlotu frekar en af ástandinu eins og það er fengið..
Í glæðu ástandi, það er mýkri og vinnanlegri; eftir slökun og temprun, það breytist í mun harðara og sterkara efni.
Þessi herni er aðalástæðan fyrir því að einkunnin er notuð fyrir blað, stokka, festingar, og öðrum slitþolnum íhlutum.
Útgefin gagnablöð lýsa mjúku glæðu ástandi eins og það fæst með því að halda á 745–825°C fylgt eftir með hægum loftkælingu, meðan herðing er framkvæmd með upphitun í u.þ.b 950–1050°C og kæling í lofti eða olíu.
Herða
Örbyggingin sem myndast er í grundvallaratriðum martensitic eftir slökun, og mildunarskrefið er notað til að stilla jafnvægið milli hörku og hörku.
Fyrir hagnýta framleiðslu, temprunarsviðið er valið í samræmi við markeiginleikasettið: ein heimild gefur QT700 at 650–750°C Og QT800 at 600–700 ° C., en annar bendir á að æskilegur styrkur ræður temprunarhitanum.
Þetta er ekki „ein stærð sem hentar öllum“ álfelgur; það er efni sem endanleg hegðun er vísvitandi hönnuð með varmavinnslu.
Smásjá
Mikilvægt málmvinnsluatriði er brothættur glugginn. Gagnablaðið varar við því að bilið á milli 400°C og 600°C ætti að forðast vegna þess að óæskilegir fasar geta fallið út og brothætt.
Það þýðir að hægt er að gera málmblönduna mjög harða, en það verður líka að meðhöndla með varma aga.
Með öðrum orðum, sama hitameðferðarnæmi og gerir 1.4021 gagnlegt gerir það líka ófyrirgefanlegt ef ferlið er illa stjórnað.
Suðutengda örbyggingarhegðunin fylgir sömu rökfræði. Eftir suðu, vinnsluhlutinn ætti að vera kældur niður fyrir upphafssvæði martensíts, um það bil 120° C., fyrir temprun.
Þetta dregur úr hættu á sprungum og hjálpar til við að endurheimta stöðugra eignajafnvægi á hitaáhrifasvæðinu.
Önnur heimild bendir á að einkunnin sé ekki almennt soðin vegna loftherðandi hegðunar hennar, sem er önnur leið til að segja að varmainntak og kælisaga hafi mikil áhrif á endanlega afköst.
Yfirlit um hitameðferð
| Vinnsluástand | Dæmigert ástand | Málmfræðileg áhrif | Verkfræðileg afleiðing |
| Mjúk glæður | 745–825°C, hæg loftkæling | Mýkri martensitic forvera uppbygging | Betri vélhæfni og mótunarhæfni. |
| Herða | 950–1050°C, síðan loft/olíu slökkt | Martensítmyndun | Mikil aukning á hörku og styrk. |
| Hitun fyrir QT700 | 650–750°C | Dregur úr stökkleika, setur endanlega styrkleikastig | Jafnvægi styrkur og hörku. |
| Hitun fyrir QT800 | 600–700 ° C. | Meiri styrkur/hörku, örlítið minni sveigjanleiki | Sterkara en meira krefjandi þjónustuskilyrði. |
6. Tæringarárangur í mismunandi umhverfi
1.4021 ryðfríu stáli tilboð í meðallagi tæringarþol, ekki hið víðtæka tæringarónæmi sem tengist austenitískum einkunnum eins og 304 eða 316.
Eitt gagnablað segir að það skili sér vel í miðlungs ætandi, klóríðlaus umhverfi eins og sápur, þvottaefni, og lífrænar sýrur, á meðan annar bendir á mótstöðu gegn andrúmsloftinu, fersku vatni, þynntar sýrur, og basa.
Það gerir það gagnlegt, en ekki algilt. Málblöndunni hefur einnig skýrar takmarkanir.
Swiss Steel fullyrðir að svo sé ekki ónæmur fyrir millikorna tæringu í því ástandi sem það er afhent eða soðið, Og 1.4021 ætti því ekki að meðhöndla eins og ryðfrítt stál sem sérhæfir sig í tæringu í soðnu efnaþjónustu.
Tæringarárangur hennar er bestur þegar yfirborðið er fínmalað eða fágað, og ein heimild bendir beinlínis á að ákjósanlegur tæringarþol næst þegar yfirborðið er fínmalað eða fágað.
Tæringarsjónarmið
- Gott fyrir andrúmsloftið, fersku vatni, þynntar sýrur, basa, sápur, þvottaefni, og lífrænar sýrur.
- Ekki góður kostur fyrir klóríðþunga eða mjög ætandi þjónustu.
- Yfirborðsfrágangur skiptir máli: fágaðir fletir standa sig betur.
- Suðu- og afhendingarástand getur dregið úr tæringarþol nema rétt sé stjórnað.
7. Framleiðsla, Suðu, og vinnslusjónarmið
Framleiðsluhegðun
1.4021 er martensitic ryðfrítt stál, þannig að framleiðsluhegðun þess er nátengd hörkustigi og hitauppstreymi.
Í glitnuðu ástandi, það er tiltölulega framkvæmanlegt, og gögn birgja lýsa falshæfni þess sem góðri, kuldamyndun þess eins og mögulegt er, og vélhæfni þess eins góð.
Sömu gagnablöð taka einnig fram að það er hægt að nota í heitu- og kaldvalsað blað, ræma, barir, vír, köflum, og bjartar vörur, sem endurspeglar nokkuð breiðan iðnaðarvinnsluglugga.
Hagnýt leið til að hugsa um 1.4021 er þetta: það er ekki „erfitt“ ryðfrítt stál í framleiðsluskilningi, en það er heldur ekki mjúk austenitísk einkunn.
Vinnanleiki þess breytist verulega með hörku, og endanleg eignamarkmið ætti að vera ákveðið áður en mótun eða vinnsla hefst.
Af þeirri ástæðu, Líta á áætlanagerð um framleiðslu og hitameðferð sem eitt sameinað vandamál frekar en tvö aðskilin skref.
Smíða og heit vinna
Heitt vinna er vel þekkt fyrir þennan bekk. Eitt gagnablað mælir með hægfara upphitun í u.þ.b 850° C., þá hraðari hitun til 1150–1180°C, með smíða á milli 1100°C og 900°C, fylgt eftir með hægum kælingu til að stuðla að stýrðri uppbyggingu uppbyggingu.
Önnur heimild bendir á að einkunnin sé notuð með góðum árangri í byggingar- og festingarnotkun og hafi góða smíðahæfni.
Þessar upplýsingar sýna það 1.4021 bregst vel við smíði, en aðeins þegar hitastýring er öguð.
Suðu
Þetta er ekki einkunn sem verðlaunar frjálslega suðuiðkun.
Ástæðan er uppbygging: sem martensitic stál, það getur harðnað við kælingu, sem eykur hættuna á stökkum suðusvæðum og ójafnvægi í eignum nema forhitun og temprun séu notuð á réttan hátt.
Sérstakt gagnablað er enn bitlausara, staðhæfing um það 1.4021 er „ekki almennt soðið“ vegna loftherðandi hegðunar.
Hagnýt atriðið er skýrt: suðu er framkvæmanlegt, en það ætti að skipuleggja sem stýrða málmvinnsluaðgerð, ekki bara liðsskref.
Vinnsla
Vinnanleiki er einn af hagstæðari eiginleikum 1.4021. Swiss Steel lýsir einkunninni þannig að hún hafi góða vinnsluhæfni, og thyssenkrupp bendir á að það vélar svipað og kolefnisstál með sömu hörku.
Það þýðir að vinnsluálagið er að mestu stjórnað af hörkustigi frekar en af óvenjulegri ryðfríu stáli hegðun.
Í reynd, sem gerir málmblönduna sérstaklega aðlaðandi fyrir hluta sem búist er við að verði unnar fyrir endanlega herðingu eða notaðir í milduðu ástandi þar sem víddarstýring skiptir enn máli.
Yfirborðsfrágangur og fægjanleiki
Yfirborðsfrágangur er meira en snyrtivörur fyrir 1.4021; það hefur einnig áhrif á tæringarvirkni.
Í skjölum birgja segir að hægt sé að slípa hnífsblaðafbrigðið í háglans áferð og að hámarks tæringarþol sé náð þegar yfirborðið er fínslípt eða fágað..
Það gerir yfirborðsfrágang að hagnýtum hluta hönnunarinnar frekar en lokaskreytingarskref.
Þetta á sérstaklega við um hnífapör, skrauthlutar, og sýnilegir vélrænir íhlutir.
Sléttara yfirborð snýst ekki 1.4021 í ryðfríu stáli sem sérhæfir sig í tæringu, en það hjálpar málmblöndunni að standa sig nær bestu mögulegu stigi innan fyrirhugaðs þjónustuumslags.
8. Kostir og gallar við 1.4021 Ryðfríu stáli
Kostir
1.4021 ryðfríu stáli er aðlaðandi vegna þess að það sameinar Herðanleiki, Góð vélvirkni, og fráganganlegt yfirborð.
Sem martensitic ryðfrítt stál, það er hægt að hitameðhöndla með miklu meiri hörku og styrk en austenitic einkunnir, sem gerir það hentugt fyrir blað, stokka, festingar, og slitþolnar hlutar.
Birt gögn sýna harðar aðstæður í QT700–QT800 svið með togstyrk allt að u.þ.b 700–950 MPa, fer eftir skapi.
Ryðfrítt stál er einnig tiltölulega auðvelt að vinna og hægt er að fá það í háglans, þess vegna er það notað í hnífapör, skrauthlutar, og nákvæmni vélrænni íhluti.
Segulsvörun þess getur einnig verið gagnleg í sumum forritum. Í hóflega árásargjarn, klóríðlaust umhverfi, það býður upp á viðunandi tæringarþol.
Ókostir
Helsta takmörkun þess er aðeins miðlungs tæringarþol. Það kemur ekki í staðinn fyrir austenitískar einkunnir eins og 304 eða 316 í klóríðríkri eða mjög ætandi þjónustu.
Það er líka ekki ónæmur fyrir millikorna tæringu í því ástandi sem það er afhent eða soðið, þannig að suðu- og hitasögu verður að stjórna vandlega.
Það er því betur litið á málmblönduna sem a hertanlegt ryðfrítt stál fyrir vélrænan árangur, ekki almennt tæringarþolið ryðfrítt.
9. Iðnaðarforrit 1.4021 Ryðfríu stáli
1.4021 Ryðfrítt stál er ekki valið fyrst og fremst vegna þess að það er mest tæringarþolið ryðfrítt stál.
Það er valið vegna þess að það er hægt að herða, fáður, og vélað í íhluti sem þurfa styrk, klæðast viðnám, og ágætis ryðfríu yfirborði í hóflega árásargjarnu umhverfi.
Dæmigert notkunartilvik
- hnífa og hnífapör
- skurð- og tannlæknatækjum
- dæla stokka og vökvahluta
- festingar og vélrænni íhluti
- mót, deyr, og verkfæraþættir
- skreytingar úr ryðfríum hlutum
- vélbúnaður fyrir bíla og jarðolíu
10. Samsvarandi einkunnir í alþjóðlegum stöðlum
| Staðlað kerfi | Samsvarandi einkunn | Athugasemdir |
| In / Frá | 1.4021 / X20Cr13 | Aðal evrópsk heiti |
| Aisi / ASTM | 420 (Tegund 420A / 420B) | Næsta jafngildi; samsetning skörun er lítillega breytileg |
| BNA | S42000 | Samræmd númerakerfisheiti |
| Hann er (Japan) | SUS420J1 / SUS420J2 | J2 hefur hærra kolefni, nær afbrigðum með meiri hörku |
| GB (Kína) | 20CR13 | Beint jafngildi í kínversku staðalkerfi |
| ISO | X20Cr13 | Samræmd alþjóðleg tilnefning |
11. Samanburður við önnur ryðfrítt stál
| Eign | 1.4021 (X20Cr13 / 420 tegund) | 304 (1.4301) | 316 (1.4401) | 430 (1.4016) |
| Fjölskylda úr ryðfríu stáli | Martensitic | Austenitic | Austenitic | Járn |
| Lykill málmblöndur / uppbygging | Um 12–14% Kr, 0.16–0,25% C; segulmagnaðir og hitameðhöndlaðir | Í grófum dráttum 18% Cr / 8% In; óherjandi í venjulegum skilningi | Króm-nikkel ryðfrítt með mólýbdeni fyrir betri klóríðþol | Beint króm ryðfrítt með ca 16–18% kr; óherjandi ferritic uppbyggingu |
| Harðnandi hegðun | Hertanleg með því að slökkva og herða | Ekki hertanlegt með hitameðferð; styrkt aðallega af köldu starfi | Ekki hertanlegt með slökkvistarfi; styrkur aðallega frá kuldavinnu og vöruformi | Ekki hertanlegt með hitameðferð |
Tæringarþol |
Miðlungs; hentugur fyrir andrúmsloft, fersku vatni, þynntar sýrur/basar, sápur, þvottaefni, og lífrænar sýrur | Góð almenn tæringarþol; betri en 1.4021 í mestu vatnsþjónustunni | Sterkari klóríðþol en 304 og miklu betri en 1.4021 fyrir blauta/ætandi þjónustu | Miðlungs tæringarþol; fyrir neðan 304/316 í árásargjarnu umhverfi |
| Framleiðsla / suðu | Vinnanlegur og smíðanlegur; suðu er minna fyrirgefandi og þarf oft forhitunar/eftirhitunarstýringu | Frábær mótun og suðuhæfni | Myndast auðveldlega, soðið, lóðaður, og skera | Góð mótun, en minna traustur en austenitic einkunnir í alvarlegri framleiðslu og suðuþjónustu |
| Dæmigert staðsetning | Slitmiðað ryðfrítt fyrir blað, stokka, Verkfæri, og miðlungs ætandi vélrænni hlutar | Almennt tæringar ryðfrítt | Klóríðþolið tæringar ryðfrítt | Minni kostnaður úr ferritic ryðfríu fyrir hóflega tæringu og skreytingar/tæki notkun |
12. Niðurstaða
1.4021 ryðfríu stáli, eða X20Cr13, er martensitic króm ryðfrítt stál með mjög skýran tæknilega tilgang: að sameina harðni, miðlungs tæringarþol, klæðast viðnám, og góð fægjanleiki í einni einkunn.
Þéttleiki þess, stuðull, og segulmagnaðir svörun gera það að öflugum verkfræðimálmi, á meðan hitameðhöndlunarsvörun þess gerir það kleift að stilla það frá tiltölulega vinnanlegu glæðu efni í mun erfiðara slökkt-og-temprað ástand.
Takmörk málmblöndunnar eru jafn mikilvæg. Það er ekki alhliða ryðfrítt ryðfrítt; það er betur skilið sem ryðfríu stáli fyrir miðlungs ætandi umhverfi þar sem hörku, rúmfræði, og þjónustuframmistaða skiptir máli.
Þegar þessi rammi er skilinn, efnið verður auðvelt að setja: 1.4021 er sú tegund af ryðfríu stáli sem þú velur þegar þú þarft meiri brún, meiri slitþol, og meiri herðni en austenítísk einkunn getur veitt.
Algengar spurningar
Hvað er 1.4021 ryðfríu stáli?
1.4021 er martensitic ryðfríu stáli einnig þekkt sem X20Cr13, og það er almennt vísað til Aisi 420 í birgjabókmenntum.
Er 1.4021 segulmagnaðir úr ryðfríu stáli?
Já. gagnablöð birgja lýsa því sem a ferromagnetic bekk með segulhæfni já.
Er 1.4021 ryðfríu stáli gott fyrir suðu?
Það er hægt að sjóða, en það er ekki auðveldasta suðu ryðfríu.
Gagnablöð mæla með forhitun og temprun eftir suðu, og ein heimild bendir á að það sé ekki almennt soðið vegna loftherðandi hegðunar þess.
Gerir það 1.4021 ryðfríu stáli standast vel tæringu?
Það hefur í meðallagi tæringarþol, sérstaklega í klóríðlausum miðlum eins og sápum, þvottaefni, lífrænar sýrur, fersku vatni, og þynntar sýrur/basar. Það er ekki háklóríð ryðfríu einkunn.
Getur 1.4021 ryðfríu stáli vera hert?
Já. Það er hertanlegt martensitic ryðfrítt stál, venjulega slökkt frá u.þ.b 950–1050°C og svo mildaður.
