1. 導入
1.4006 です マルテンサイトステンレス鋼 通常の炭素鋼とより耐食性の高いステンレスグレードの間の実用的な中間点に位置します。.
一般的には次のように識別されます X12Cr13, 多くのサプライヤーの参照では、それと相互リンクされています。 AISI 410 そして UNS S41000, ただし、カタログによっては、410S や 410S21 などの関連する名称が必ずしも正確に直接同等であるとは限らないことを警告しています。.
言い換えると, 明確な産業上のアイデンティティを備えた馴染みのあるグレードです, ただし、使用されている特定の規格および配送条件と照らし合わせてチェックする必要があります。.
何が作られているのか 1.4006 興味深いのは最大の耐食性ではありません, しかし、それは 硬さのバランス, 強さ, 被削性, 研磨性, 適度な腐食性能.
強磁性です, 熱処理可能, 焼入れおよび焼き戻し後に良好な機械的特性が得られます。, それがポンプに繰り返し現れる理由です, バルブ, シャフト, 継手, および一般的な機械工学コンポーネント.
2. とは何ですか 1.4006 ステンレス鋼?
1.4006 です マルテンサイトステンレス鋼 学年, 一般的に関連する X12Cr13 ヨーロッパの指定システムでは.
クロム含有です ステンレス鋼 実用的なバランスを提供するように設計されています 中程度の腐食抵抗, 良好な機械的強度, 磁気応答, 熱処理硬化性.
産業用語でいうと, これは高級腐食合金ではなく、機能的なエンジニアリング合金です。.
などのオーステナイト系ステンレス鋼とは異なります。 304 または 316, 1.4006 主に耐食性によってその有用性が達成されるわけではありません.
その代わり, その価値は、それがどのように実現できるかによって決まります 熱処理により硬化したもの 強度が必要な部品に使用されています, 耐摩耗性, 中程度の腐食性のサービス環境でも安定したパフォーマンスを発揮.
そのため、機械工学に特に関連性が高くなります。, ポンプシステム, バルブコンポーネント, シャフト, ファスナー, 耐環境性と同様に耐荷重性能が重要なその他の部品.
冶金学的アイデンティティ
決定的な特徴は、 1.4006 それは マルテンサイト構造. これは、合金が熱処理によって硬いものに変化する可能性があることを意味します。, 強い状態.
焼きなまし状態で, 機械加工や成形が容易です; 消光と焼き戻しの後, かなり強くなり、硬くなります.
この冶金学的挙動が他の多くのステンレス鋼との違いです。:
- オーステナイト系ステンレス鋼 一般的に耐食性が高く、延性が高い, 熱処理によって硬化しにくい.
- フェライトステンレス鋼 環境によっては優れた耐食性を発揮します, ただし焼入性は低い.
- マルテンサイトステンレス鋼, 含む 1.4006, 選ばれるのは 強度と硬さ 中心的な設計要件です.
同等のグレード
1.4006 さまざまな名称で世界的に認められています, 業界間の相互運用性の確保:
| 標準 | グレードの指定 |
| 1 つ/あなたの | 1.4006, X12Cr13 |
| astm/aisi | 410, UNS S41000 |
| 彼 | SUS410 |
| GB | 12CR13 |
主な特徴
磁気の挙動
1.4006 は 磁気, これはマルテンサイト構造の直接的な結果です.
これは、磁気応答が許容できる、または望ましい場合さえあるアプリケーションで役立ちます。, また、オーステナイト系ステンレス鋼とのグレードも明確に区別できます。.
熱処理性
エンジニアが選ぶ主な理由の 1 つは 1.4006 それはあり得るということです 硬化して焼き戻された 強度と靭性のバランスを調整するため.
これにより、最終的な特性を部品の機能に適合させることができます。.
中程度の耐食性
クロムを含むグレード, ステンレスの挙動と不動態酸化層を提供します。.
しかし, その耐食性は 優れているというよりむしろ中程度, そのため、重度の塩化物にさらされるよりも、穏やかに攻撃的な環境に最適です。.
軟質状態での良好な加工性
硬化前, 1.4006 効率的に加工できる. そのため、比較的柔らかい状態で製造され、最終的な特性に合わせて熱処理される精密部品にとっては魅力的です。.
摩耗重視のパフォーマンス
硬化できるので, 1.4006 摩耗しやすい部分で優れた性能を発揮します, 滑り接触, または繰り返しの機械的負荷, 特に完全な腐食合金の性能が必要とされない場合.
3. の化学組成 1.4006 ステンレス鋼
以下の構成は、一般的に公開されている EN/業界範囲を反映しています。 1.4006 / X12Cr13.
製品の形状や使用目的に応じて、データシート間で若干の違いが生じる場合があります。, 特に硫黄分については.
| 要素 | 代表的な組成範囲 (質量 %) | 冶金学的役割 |
| 炭素 (C) | 0.08–0.15 | マルテンサイト形成をサポート, 硬度, 熱処理後の強度. |
| シリコン (そして) | ≤ 1.00 | 製鋼と脱酸を助ける; 強度と加工挙動にも影響を与える. |
| マンガン (ん) | ≤ 1.00 に 1.50 | 加工をサポートし、熱間加工性の制御に役立ちます. |
| リン (P) | ≤ 0.020 に 0.040 | 靭性と全体的な品質を維持するために低く保たれます. |
硫黄 (S) |
≤ 0.015 に 0.020, 一部の製品タイプでは特別手当あり | 機械加工性に影響を与える; 研磨性や一部の使用条件のためには、硫黄が少ない方が好ましい. |
| クロム (Cr) | 11.5–13.5 | 一次ステンレスエレメント; 不動態化と適度な耐食性を提供します. |
| ニッケル (で) | ≤ 0.5 に 0.75 | 少量のみ存在する; 合金をオーステナイト化するには十分ではありません. |
| 鉄 (鉄) | バランス | ベースメタル. |
構成の持ち帰り
1.4006 意図的に 希薄マルテンサイト系ステンレス鋼: ステンレスの動作に十分なクロム, 焼入れ性を高めるのに十分な炭素, ただし、オーステナイトグレードになるほどニッケルは多くありません.
この化学反応により、合金に適度な耐食性と熱処理可能な強度という特徴的なバランスが与えられます。.
4. の物理的および機械的特性 1.4006 ステンレス鋼
以下の物性値は代表的な公表値です。. 配送条件に大きく依存します, 特に材料が焼きなましされているか、焼き入れされて焼き戻されているかどうか.
| 財産 | 焼き鈍し / 柔らかい状態 | 焼入れ焼戻し / QDT / QT 650 状態 | 注意事項 |
| 降伏強さ (RP0.2) | ≥ 450 溶体化処理品データのMPa | 552–655 MPa, 典型的な 480 MPa; 一部の製品データリスト ≥ 450 MPa以上 | 熱処理により強度が大幅に向上. |
| 抗張力 (rm) | 650–850 MPa の溶体化処理製品データ | ≥ 690 MPa, 典型的な約 720 MPa | 強度範囲は製品の形状と直径によって異なります. |
| 伸長 | ≥ 15% | ≥ 20% 1 つの QDT リファレンスで | 延性は熱条件と製品サイズに依存します. |
| 面積の削減 | ≥ 55% | ≥ 45% | マルテンサイトの特性にもかかわらず、意味のある延性を示します. |
| 硬度 | くらいまで 220 HB を 1 枚のアニール済みデータシートに収録 | ≤ 22 QDT 状態の HRC | 焼入れにより硬度が上がります; 正確な値は条件によって異なります. |
| 衝撃の靭性 | - | ≥ 27 -29℃でのJ | ある程度の低温靱性が必要なコンポーネントに有用. |
弾性率 |
215 GPa | 215 GPa | 標準データシートの熱処理によって本質的に変化しない. |
| 密度 | 7.70 kg/dm3 | 7.70 kg/dm3 | マルテンサイトステンレス鋼の一般的な密度. |
| 比熱 | 460 J/kg・K | 460 J/kg・K | 20℃における標準物性値. |
| 熱伝導率 | 30 W/m・K | 30 W/m・K | 特定の加工および熱伝達挙動に役立ちます. |
| 電気抵抗率 | 0.60 Ω・mm²/m | 0.60 Ω・mm²/m | 典型的なマルテンサイト系ステンレス鋼のレベル. |
| 磁化性 | 適切な / 強磁性の | 適切な / 強磁性の | このグレードの特徴. |
| 推奨使用温度 | 1 つのエンジニアリング データシートで最大約 400°C | およそ 425 ～ 525°C を避けてください。 475 脆化のリスク | 使用温度は正確な用途と規格によって異なります. |
5. 熱処理, 製作, と溶接
1.4006 です 熱処理可能なマルテンサイト系ステンレス鋼, そしてその 1 つの事実がその処理動作のほとんどを定義します.
最終的なプロパティは購入時に固定されていません; 生産者または製造者が選択した熱経路によって開発されます。.
熱処理
典型的なプロセスチェーンは、 1.4006 原理的には簡単ですが、実行には注意が必要です. 鋼は最初にオーステナイト化されます, その後急冷した, そして最終的には和らぎました.
データシートは一般的に配置されます 745 ～ 825°C 付近でアニーリング, 950～1000℃付近で焼入れ, そして 680～780℃の範囲で焼き戻し, 正確なサイクルは製品の形状によって異なりますが、, セクションサイズ, そして必要な財産残高.
重要な点は、合金が熱処理に強く反応することです。, したがって、選択したサイクルが硬度を直接決定します, 延性, そして行動に影響を与える.
有用な工学的解釈は次のとおりです。 1.4006 「固定資産」ステンレス鋼ではありません. それは 特性調整可能なステンレス鋼.
そのため、より柔らかい状態で機械加工し、その後より硬い状態に変換する必要があるコンポーネントに適しています。, より強力な最終部分.
焼き入れ焼き戻し状態で, 公表値では、より柔らかい供給状態に比べて降伏強度と引張強度が著しく高いことが示されています。, 熱サイクルが設計戦略の一部であることを確認する, 単なる仕上げのステップではなく.
鋳造
鋳造 1.4006 可能です, しかし、それはこのグレードの通常のヘッドラインルートではありません. この合金は、機械部品に機械加工するための棒または鍛造製品として一般的に使用されます。.
キャストを使用する場合, 同じマルテンサイト系ステンレス鋼の論理が依然として適用されます: 化学的均一性, 凝固制御, および鋳造後の熱処理が重要です.
なぜなら 1.4006 マルテンサイト変態を通じて有用な強度を開発することを目的としています, 鋳造製品は粗大な構造を避けるために慎重に管理する必要があります, 分離, または財産の分散.
それが理由です, 実際に, 鋳造マルテンサイトステンレス鋼は、通常、鋳造効率が鍛造素材の利点を上回る部品形状用に予約されています。.
ホットワーキング
熱間加工は成形の実用的な方法です 1.4006 最終機械加工または熱処理の前に.
同等の製品形状のデータシートによると、熱間成形ウィンドウは通常、アニーリング範囲よりはるかに上で、スケールの形成と特性劣化が問題となる点よりも下に集中しています。.
あるマルテンサイトでは 1.4006 製品データシート, 熱間成形範囲は次のように与えられます。 1100°C〜800°C, これは、制御された熱窓内に留まりながら、加工可能な可塑性を維持する必要性と一致しています。.
ものづくりの視点から, 熱間加工は、結晶粒構造を微細化し、硬化前に部品の形状を確立できるため便利です。.
しかし, マルテンサイト鋼は、プロセスが適切な焼き戻しと一致しない場合、熱履歴とその後の脆化の影響を受けやすいため、オーステナイト系ステンレスの熱間加工よりも慎重に取り扱う必要があります。.
冷間加工
1.4006 冷間加工も可能, しかし、合金の応答はオーステナイト系ステンレス鋼の応答と同じではありません.
マルテンサイト系なので熱処理が可能です, 冷間加工は、多くの場合、一次強化手段としてではなく、最終熱処理前の成形または仕上げ操作として使用されます。.
冷間変形が導入される場所, 強度と硬度を上げることができます, しかし、成形力も増加し、プロセスが過度に進められると延性が低下する可能性があります。.
そのため, 冷間加工は、特性開発の主要な方法ではなく、制御された成形ステップとして扱うのが最適です。.
機械加工
機械加工 の最も実際的な強みの 1 つです 1.4006 ステンレス鋼.
いくつかのサプライヤーは、柔らかい状態で効率的に加工でき、後で硬化できるため、まさに機械工学部品に適したグレードであると説明しています。.
これはシャフトでは貴重です, バルブ部品, 継手, 厳しい公差が重要となるその他の旋削またはフライス加工されたコンポーネント.
2 番目の利点は、合金が最終熱処理前の機械加工をサポートする納品状態で入手できることが多いことです。.
産業用語でいうと, これは、コスト効率を高めるために製造ルートを編成できることを意味します: まずはラフマシン, 2番目の熱処理を終了する, その後、必要に応じて最小限の仕上げのみを実行します.
本当の利点は機械加工性だけではありません, しかし 製造シーケンス制御.
溶接
溶接も可能です, しかし、マルテンサイト系ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼よりも厳しい訓練が必要です.
同等の 1.4006/X12Cr13 製品のサプライヤー ガイダンスには、標準的な方法で溶接が可能であると記載されています。, しかし 約150～300℃の範囲で予熱 そして 溶接後の焼きなましまたは焼き戻し ひび割れのリスクを軽減し、より安定した特性セットを復元するために必要な場合があります.
言い換えると, 溶接は禁止されていません, ただし、これはプロセスに依存するため、材料条件の一部として計画する必要があります。, 思いつきとして扱われない.
溶接の課題はマルテンサイト変態から生じます.
熱影響部の冷却が速すぎる場合、または水素と拘束が制御されていない場合, 脆弱な構造が形成される可能性があり、亀裂のリスクが上昇します.
これが、多くの製造業者が溶接を単純にすることを好む理由です。, 適切なフィラー選択を使用する, サービスで必要な場合は溶接後の熱処理を適用します.
6. 耐食性と使用限界
耐食性プロファイル
の腐食抵抗 1.4006 次のように説明するのが最も適切です 適度.
でうまく機能します 少し攻撃的な, 非塩化物環境 石鹸などの, 洗剤, 有機酸, 水またはスチームのサービス, ただし、強い塩化物への曝露を意図したものではありません.
鋼は研磨され焼き戻された場合、水中で優れた耐食性を示します。, しかし 塩化物が存在する場合は不可.
サービス制限の概要
| サービス面 | 実用限界 / ガイダンス | 工学的な意味 |
| 一般的な腐食環境 | 中程度の腐食性, 非塩化物媒体 | 水との相性が良い, スチーム, 石鹸, および同様のサービス. |
| 表面状態 | ポリッシュ / スムーズ / 残留物がないことが望ましい | 表面仕上げは耐食性を直接的に向上させます. |
| 塩化物への曝露 | 好ましくない | 塩化物環境では合金の腐食限界を急速に超える可能性があります. |
| 高温サービス | データシートと雰囲気に応じて約 400 ～ 600°C | 適度な暑さに適しています, 過酷な高温サービスではない. |
表面状態が重要
のために 1.4006, 表面状態の微調整はオプションではありません. 研磨または研磨された表面により腐食挙動が改善されます, これは水にさらされる機器では特に重要です, スチーム, または軽度に攻撃的なメディア.
これがシャフトにグレードがよく表示される理由の 1 つです, バルブコンポーネント, 仕上げ品質が機能仕様の一部であるポンプ部品.
7. 代表的な用途 1.4006 ステンレス鋼
1.4006 どこで使用されますか 機械的性能, 中程度の腐食抵抗, 磁気, 熱処理性 最大の腐食保護よりも重要.
特に最初に機械加工され、後で硬化される部品でよく発生します。.
機械工学コンポーネント
これは、中核となるアプリケーション領域です。 1.4006. 荷重を負荷する必要がある部品によく使用されます, 摩耗に抵抗します, 熱処理後の寸法信頼性を維持します.
データシートには、主に機械工学で使用されると記載されています.
代表的な例としては、:
- シャフト
- スピンドル
- 車軸
- ブッシング
- 機械部品
- 精密旋削部品
ポンプとバルブのハードウェア
1.4006 で広く使用されています ポンプ産業 そして 油圧工学 切削性を兼ね備えているため, ハーデン剤, 中程度の過酷な使用に適した適切な耐食性.
共通コンポーネントには次のものがあります。:
水, スチーム, マイルドプロセスサービス
このグレードは、暴露される構造部品にも使用されます。 水または蒸気 そして、 紙, 繊維, そして食品産業 腐食が中程度であり、洗浄性が重要な環境.
例としては次のものが挙げられます。:
- 蒸気接触部品
- 水道設備
- 軽度の腐食性プロセスコンポーネント
- スクリーンとふるい
- 産業用備品
ファスナーや小さな精密部品
なぜなら 1.4006 効率的に熱処理および機械加工が可能, に適しています ボルト, ネジ, ナッツ, および小型の取り付けコンポーネント.
8. 他のステンレスグレードとの比較
| 側面 | 1.4006 | 1.4301 (304) | 1.4404 (316L) | 1.4021 (420) |
| ステンレス系 / 構造 | マルテンサイト系, 優れた機械的特性を備えた強磁性鋼. | 多くの環境で耐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼. | オーステナイト系ステンレス鋼; 炭素含有量が低いため、溶接状態での粒界腐食に対する良好な耐性が得られます。. | マルテンサイト系, 強磁性ステンレス鋼; 硬化した状態で多くの構造および締結要素に使用されます. |
| 磁気の挙動 | 磁気 / 強磁性の. | 焼きなまし状態では本質的に非磁性, 冷間加工後に磁気反応が起こる可能性がある. | オーステナイト系で磁化率が低い. | 磁気 / 強磁性の. |
熱処理性 |
熱処理可能; アニールされた状態で納品される, クエンチと和らげられた, または焼き入れと二重焼戻し. | 熱処理で硬化しない; 代わりに溶体化焼鈍が使用されます. | 硬化対象として選択されていません; 通常は溶体化処理された状態で使用され、優れた溶接性能を発揮します. | 硬化可能; QT700およびQT800条件が指定されています. |
| 耐食性 | 非塩化物に優れています, 中程度の腐食性環境; PRENについて 14; 研磨された表面は耐久性を向上させます. | 多くの環境で優れています, ただし、60℃を超えると塩化物の孔食/隙間腐食が発生したり、応力腐食割れが発生したりする可能性があります。. | 非常に優れた耐食性; 炭素含有量が低いため、溶接状態での抵抗が維持されます。. | 耐食性は一般的なオーステナイトグレードよりも低い; 適度に攻撃的なメディアで役立ちます, しかし、重度の塩化物への曝露には最適な選択ではありません. |
溶接性 / 製造 |
溶接可能, ただし、マルテンサイト鋼は熱処理や溶接後の状態により影響を受けやすいため、手順の規律が重要です。. | 優れた融着性能; 冷間加工中に容易に加工硬化する. | 優れた溶接挙動; 低炭素は溶接後の耐食性の維持に役立ちます. | 溶接性が良い, ただし、最良の結果を得るには、予熱と溶接後の焼き戻しが一般的に推奨されます. |
| 典型的なサービス温度 | 約400℃まで. | 870℃までの断続的使用および925℃までの連続使用における優れた耐酸化性; 耐水性耐食性が必要な場合、425 ～ 860°C での連続使用は推奨されません。. | 約550℃までの使用に適しています. | データシートおよびアプリケーションの状況に応じて、約 550 ～ 600°C までの使用に適しています. |
典型的なアプリケーション |
機械工学, 油圧工学, パンプス, バルブ, 継手, 化学および石油化学産業, 装飾的な特徴, 家庭用コンポーネント. | 成形性や耐食性が重要視される多くの環境における汎用装置. | パンプス, バルブ, 特殊ベアリング, 食べ物, 紙, 化学薬品, 医学, および同様の腐食に敏感な機器. | 自動車, 石油, 石油化学, 油圧機器, 機械, カトラリー, ブレード, 装飾およびキッチン用途. |
| ベストフィット | 適度な耐食性とより高い機械的強度の両方が必要な場合に最適. | 優れた一般耐食性と製造の容易さが最も重要な場合に最適. | 耐食性がより優れている場合に最適 304 必要です, 特に溶接サービスでは. | 硬さの場合に最適, 磁気挙動, 適度な耐食性が優先されます. |
9. 結論
1.4006 ステンレス鋼は非常に特殊な役割を持つ成熟したエンジニアリング材料です. 最も耐食性の高いステンレス鋼になるように設計されたものではありません。, カタログで最も見落とされやすいステンレス鋼でもありません.
その強みは、意図されたアプリケーションで確実に動作することです。: 機械的に要求の高い部品, 中程度の環境, 熱処理と機械加工の柔軟性の恩恵を受ける生産ルート.
正しく表示されました, 1.4006 軽蔑的な意味での妥協グレードではありません.
それは 専用マルテンサイトステンレス鋼 磁気の組み合わせは, ハーデン剤, 被削性, 適度な耐食性により、幅広い工業用部品に実用的なソリューションとなります。.
よくある質問
は 1.4006 ステンレススチール製磁気?
はい. マルテンサイト系ステンレス鋼であり、磁性を持ちます。.
は 1.4006 ステンレス鋼熱処理可能?
はい. その特性は焼き入れと焼き戻しの影響を強く受けます。.
は 1.4006 ステンレス鋼の耐食性?
はい, ただし適度にのみ. 軽度から中程度の攻撃的な環境に適しています, 重度の塩化物サービスではない.
の融点は何度ですか 1.4006 ステンレス鋼?
溶解範囲は、 1.4006 1480～1530℃, 炭素鋼よりわずかに高い, 中程度の温度のアプリケーションでの使用を可能にする (600℃まで).
は 1.4006 より良い 304 ステンレス鋼?
普遍的ではない. 304 耐食性に優れています, その間 1.4006 硬化すると良いです, 磁気応答, 機械的摩耗性能の方が重要です.
