400 ซีรีส์สแตนเลส: คุ้มค่าและมีความแข็งแรงสูง

1. การวางตำแหน่งแกนกลาง & มูลค่าอุตสาหกรรม

ที่ 400 ชุด สแตนเลส เป็นสะพานเชื่อมระหว่างเหล็กกล้าคาร์บอนต้นทุนต่ำกับสเตนเลสออสเทนนิติกนิกเกิลสูง.

กำหนดโดย AISI/ASTM และมาตรฐานระดับภูมิภาค (ASTM A240, ใน 10088, GB/T 1220), คิดเป็นสัดส่วนส่วนใหญ่ของน้ำหนักเหล็กสเตนเลสทั่วโลกเนื่องจากมีการรวมกัน:

• ต้นทุนโลหะผสมที่ต่ำกว่า (นิน้อยหรือไม่มีเลย) → เศรษฐศาสตร์ที่น่าสนใจ;
• พฤติกรรมแม่เหล็ก (เฟอริติก/มาร์เทนซิติก) จำเป็นสำหรับการใช้งานระบบเครื่องกลไฟฟ้าหลายอย่าง;
• เสริมความแข็งแกร่งด้วยความร้อน (ชนิดย่อยมาร์เทนซิติกและการตกตะกอนที่แข็งตัว) ทำให้มีความแข็งแรงสูงมาก;
• การนำความร้อนที่ดีและการขยายตัวทางความร้อนที่ต่ำกว่า เมื่อเทียบกับออสเทนนิติก, มีประโยชน์สำหรับส่วนประกอบที่สัมผัสกับความร้อน.

อุตสาหกรรมที่ได้รับประโยชน์สูงสุด ได้แก่ อุตสาหกรรมยานยนต์ (ไอเสีย, ระบบเชื้อเพลิง), เครื่องใช้ไฟฟ้า (แผง, ตอร์ปิโด), เครื่องจักร (เพลา, วาล์ว), เครื่องมือ (ตลับลูกปืน, ใบมีด) และช่องการบินและอวกาศ/นิวเคลียร์บางแห่งซึ่งมีต้นทุนที่สมดุล, ความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อนปานกลางเป็นที่ยอมรับ.

2. การจำแนกประเภท, องค์ประกอบ & กลไกโครงสร้างจุลภาค

ความแตกต่างด้านประสิทธิภาพของ 400 เหล็กกล้าไร้สนิมซีรีส์ถูกกำหนดโดยองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างจุลภาคที่เกี่ยวข้องเป็นหลัก.

ด้านล่างนี้คือการวิเคราะห์เชิงลึกของประเภทย่อยหลักสามประเภท:

เกี่ยวกับไฟ 400 ชุด (เกรดหลัก: 409, 430, 439, 444)

เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอริติกเป็นชนิดย่อยที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด, มีโครงสร้างจุลภาคเฟอร์ไรต์เฟสเดียวที่อุณหภูมิห้อง, ไม่มีการเปลี่ยนเฟสระหว่างการให้ความร้อน/ความเย็น, และเนื้อหา C ต่ำมาก (โดยทั่วไป ≤0.12 น้ำหนัก%).

องค์ประกอบหลักของพวกเขาถูกครอบงำโดย Cr (10.5–19.5 น้ำหนัก%), ด้วยองค์ประกอบเสริมเช่น Ti, NB, และ Mo เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพความเสถียรและความต้านทานการกัดกร่อน.

• 409: Cr (10.5–11.75 น้ำหนัก%), ค (≤0.08น้ำหนัก%), ของ (0.15–0.50 น้ำหนัก%).
  Ti ก่อตัวเป็น TiC ตกตะกอนเพื่อตรึง C, หลีกเลี่ยงการกัดกร่อนตามขอบเกรนที่เกิดจากการตกตะกอนของ Cr คาร์ไบด์.
  โครงสร้างเฟอร์ไรต์เนื้อหยาบให้ความต้านทานการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศขั้นพื้นฐาน, ทำให้เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ทนต่อการกัดกร่อนที่มีต้นทุนต่ำ.
• 430: Cr (16.0–18.0 น้ำหนัก%), ค (≤0.12น้ำหนัก%). โครงสร้างเฟอร์ไรต์เนื้อละเอียดพร้อมต้นทุนที่สมดุลและความต้านทานการกัดกร่อน, เป็นเกรดเฟอร์ริติกที่คุ้มต้นทุนหลักสำหรับเครื่องใช้ในบ้าน.
• 439: Cr (17.0–19.0 ​​น้ำหนัก%), ค (≤0.03น้ำหนัก%), ถ้า/ไม่มี (0.10–0.60 น้ำหนัก%).
  C และ Ti/Nb คอมโพสิตที่มีความเสถียรต่ำเป็นพิเศษช่วยปรับแต่งเกรน, ปรับปรุงความสามารถในการเชื่อมและความต้านทานการกัดกร่อนได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับ 430.
• 444: Cr (17.5–19.5 น้ำหนัก%), โม (1.75–2.50 น้ำหนัก%), ค (≤0.025น้ำหนัก%).
  การเติม Mo ช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุน (พรีนµ25), สร้างโครงสร้างเฟอร์ไรต์ที่มีความหนาแน่นสูง เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์.

มาร์เทนซิติก 400 ชุด (เกรดหลัก: 410, 420, 440บัญชี/B/C)

เหล็กกล้าไร้สนิม Martensitic มีปริมาณ C สูงกว่า (0.15–0.75 น้ำหนัก%) และเนื้อหา Cr ปานกลาง (11.5–18.0 น้ำหนัก%).

ที่อุณหภูมิสูง, พวกมันก่อตัวเป็นออสเทนไนต์, ซึ่งเปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์แข็งระหว่างการชุบแข็ง ทำให้เป็นชนิดย่อยเสริมความแข็งแรงที่รักษาด้วยความร้อนเพียงชนิดเดียวใน 400 ซีรีส์สแตนเลส.

• 410: ค (≤0.15น้ำหนัก%), Cr (11.5–13.5 น้ำหนัก%).
  โครงสร้างแบบหล่อเป็นเฟอร์ไรต์ + มาร์เทนไซต์; หลังจากดับ/แบ่งเบาบรรเทา, ความต้านทานแรงดึงสูงถึง 515–690 MPa, เหมาะสำหรับงานโครงสร้างทั่วไป.
• 420: ค (0.15–0.40 น้ำหนัก%), Cr (12.0–14.0 น้ำหนัก%).
  ปริมาณ C ที่สูงขึ้นช่วยเพิ่มความแข็ง (HRC≥50หลังการบำบัดความร้อน), ใช้กันอย่างแพร่หลายในมีดและวาล์ว.
• 440บัญชี/B/C: การไล่ระดับเนื้อหา C (0.60–0.75 น้ำหนัก%), Cr (16.0–18.0 น้ำหนัก%).
  440C มีความแข็งสูงสุด (HRC≥58) และทนต่อการสึกหรอ, เหมาะสำหรับเครื่องมือและตลับลูกปืนที่มีความแม่นยำสูง.

การตกตะกอน-การแข็งตัว (พีเอช) 400 ชุด (ระดับ: 17-4 พีเอช, เอไอเอส 630)

รุ่นประสิทธิภาพสูงพิเศษที่มี C ต่ำ (≤0.07น้ำหนัก%), Cr (15.5–17.5 น้ำหนัก%), ใน (3.0–5.0 น้ำหนัก%), และลูกบาศ์ก (3.0–5.0 น้ำหนัก).

ก่อตัวเป็นออสเทนไนต์ที่อุณหภูมิสูง, เปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์ระหว่างการทำความเย็น, และเสริมความแข็งแกร่งด้วยการสร้างตะกอนที่อุดมด้วย Cu ในช่วงอายุ.

ความต้านทานแรงดึงสามารถเข้าถึงได้ 1380 MPa หลังการบำบัดความร้อน, มีความสมดุลระหว่างความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษและทนต่อการกัดกร่อน.

3. คุณสมบัติหลักที่ครอบคลุม

คุณสมบัติทางกล

คุณสมบัติทางกลของ 400 ซีรีส์สแตนเลสมีความแตกต่างกันอย่างมากตามประเภทย่อย, ด้วยความแตกต่างด้านความแข็งแกร่งที่ชัดเจน, ความเหนียว, และการตอบสนองต่อการบำบัดความร้อน (ข้อมูลเป็นไปตาม ASTM A240/A480):

• ประเภทเฟอริติก (430, สารละลายอบอ่อน): ความต้านแรงดึง 415–515 MPa, ความแข็งแรงของผลผลิต 205–275 MPa, การยืดตัว 20–25%, ความแข็ง ≤183 HBW.
  ไม่มีการเปลี่ยนเฟส, การอบอ่อนเพื่อการปรับแต่งเมล็ดพืชเท่านั้น.
• ประเภทมาร์เทนซิติก (420, ดับแล้ว & อมตะ): ความต้านแรงดึง 725–930 MPa, ความแข็งแรงของผลผลิต 515–690 MPa, การยืดตัว 10–15%, ความแข็ง ≥50 HRC.
  การดับ + การแบ่งเบาบรรเทาช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งอย่างมาก.
• ประเภทพีเอช (17-4 พีเอช, H900 อายุมากขึ้น): ความต้านแรงดึง≥1170 MPa, ความแข็งแรงของผลผลิต≥1,035 MPa, การยืดตัว ≥10%, ความแข็ง ≥38 HRC.
  การเสริมแรงด้วยการตกตะกอนทำให้มีความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษโดยไม่ทำให้ความเหนียวลดลง.

ความต้านทานการกัดกร่อน

ความต้านทานการกัดกร่อนถูกกำหนดโดยปริมาณ Cr เป็นหลัก, โดยมี Mo และ C ต่ำเป็นตัวเสริมเสริม. โดยรวม, มันต่ำกว่า 300 ซีรีส์แต่เหนือกว่าเหล็กกล้าคาร์บอน:

• ประเภทเฟอริติก: 409 มีความต้านทานการกัดกร่อนในบรรยากาศขั้นพื้นฐาน (อัตราการกัดกร่อนต่อปี ≤0.03 มม. ในพื้นที่ชนบท); 444 ต้านทานกรดเจือจางและคลอไรด์, ด้วยอุณหภูมิรูวิกฤติ ≥30 ℃.
• ประเภทมาร์เทนซิติก: จำกัดด้วยเนื้อหา C สูง; 410 ไวต่อการเกิดสนิมในสภาพแวดล้อมที่ชื้น, ในขณะที่ 440C มีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีกว่าเนื่องจากมี Cr สูง แต่ไม่เหมาะสำหรับตัวกลางทางทะเล/ที่เป็นกรด.
• 17-4 พีเอช: ความต้านทานการกัดกร่อนเทียบเท่ากับ 304 ในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเล็กน้อยในชั้นบรรยากาศ, แต่มีแนวโน้มที่จะเกิดหลุมในสื่อที่มีคลอไรด์สูง.

คุณสมบัติทางกายภาพ

พลังแม่เหล็กโดยธรรมชาติเป็นคุณลักษณะเฉพาะของ 400 ซีรีส์สแตนเลส, ด้วยคุณสมบัติทางกายภาพอื่น ๆ ที่สอดคล้องกันในประเภทย่อย:

• ความหนาแน่น: 7.7–7.8 ก./ซม.³ (ต่ำกว่า 304's 8.0 g/cm³ เนื่องจากไม่มีการเติม Ni).
• การนำความร้อน: 25–30 วัตต์/(ม·เค) @ 20 ℃ (สูงกว่า 304's 16 มี(ม·เค), เหมาะสำหรับการกระจายความร้อน).
• ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน: 10–12×10⁻⁶/เค (20–400 ℃), ต่ำกว่า 300 ชุด, ลดการเสียรูปจากความร้อน.
• การซึมผ่านของแม่เหล็ก: μ=100–1,000 (เฟอริติก/มาร์เทนซิติก), สูงกว่าสเตนเลสออสเทนนิติกมาก (ม<1.02).

4. กำลังประมวลผล, การประดิษฐ์ & การฝึกปฏิบัติด้านความร้อน

การขึ้นรูป & เครื่องจักรกล

• เฟอริติกส์: การขึ้นรูปที่เหมาะสมเย็น; การอบอ่อนระดับกลางแนะนำสำหรับการขึ้นรูปหนัก. ความสามารถในการแปรรูปคล้ายกับเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำ.
• มาร์เทนซิติกส์: การขึ้นรูปเย็นไม่ดีในสภาพแข็งตัว; อยู่ในสถานะอบอ่อนหรือสูงกว่า (การขึ้นรูปร้อน). ความสามารถในการขึ้นรูปขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความแข็ง — เกรด C ที่สูงขึ้นต้องใช้เครื่องมือที่แข็งแกร่งและความเร็วที่ช้าลง.

การเชื่อม

• เฟอริติกส์: เชื่อมได้แต่มีแนวโน้มที่จะเกิดการเจริญเติบโตของลายไม้และการเปราะของ HAZ หากใช้ความร้อนสูง; เกรดที่เสถียร (ถ้า/ไม่มี) และอินพุตความร้อนต่ำ (<10 kJ/cm สำหรับบางคน) ปรับปรุงประสิทธิภาพ; เลือกใช้โลหะฟิลเลอร์เฟอร์ริติก.
• มาร์เทนซิติกส์: ท้าทาย — อุ่นเครื่อง (200–300 ° C), วัสดุสิ้นเปลืองไฮโดรเจนต่ำและการอบคืนตัวหลังการเชื่อมที่แนะนำเพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าวและคืนความเหนียว.
• พีเอช 17-4: เชื่อมได้ด้วยฟิลเลอร์ที่เข้ากันและการบำบัดความร้อน/การเสื่อมสภาพหลังการเชื่อมเพื่อคืนคุณสมบัติ.

การรักษาความร้อน

• เฟอริติกส์: สารละลายอบอ่อนและอากาศเย็นเพื่อบรรเทาความเครียดและปรับแต่งเมล็ดข้าว; ไม่มีการชุบแข็ง.
• มาร์เทนซิติกส์: ออสเทนไนซ์ (950–1,050 ° C), ดับ (น้ำมัน/น้ำ ขึ้นอยู่กับเกรด), แล้วอารมณ์ (150–650 ° C) เพื่อให้ได้ความแข็ง/ความเหนียวที่ต้องการ. 440โดยทั่วไปจะอบที่อุณหภูมิ 200–300 °C เพื่อให้ได้ความแข็งสูงสุด.
• พีเอช 17-4: วิธีแก้ปัญหา (~1,040–1,060 องศาเซลเซียส), ดับน้ำ, อายุแล้ว (482–621 องศาเซลเซียส) เพื่อผลิตตะกอนที่อุดมด้วย Cu และบรรลุความแข็งแกร่งของเป้าหมาย (H900 เป็นต้น).

5. การใช้งานในอุตสาหกรรมทั่วไปของเหล็กกล้าไร้สนิม 400 ซีรี่ส์

ตระกูลซีรีส์ 400 ให้บริการในอุตสาหกรรมที่หลากหลาย เนื่องจากประเภทย่อยของมันสอดคล้องกับความต้องการทางวิศวกรรมที่แตกต่างกันอย่างชัดเจน:
เศรษฐกิจ + ความต้านทานการกัดกร่อนปานกลาง (เฟอร์ริติก), ความแข็ง/การสึกหรอสูง (มาร์เทนซิติก), และ มีความแข็งแรงสูงมากและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี (โลหะผสมพีเอช).

อุตสาหกรรมยานยนต์

ชิ้นส่วนทั่วไป & เกรด

• ระบบท่อไอเสีย, ส่วนประกอบท่อไอเสีย, ท่อปฏิกิริยา — 409, บางครั้ง 439 เพื่อความสามารถในการเชื่อมที่ดีขึ้น.
• ตัดแต่ง, แผงตกแต่ง — 430.
• เครื่องยนต์และเพลาส่งกำลัง, บ่าวาล์ว / ส่วนประกอบสึกหรอเล็กน้อย — 410 / 420 ในกรณีที่จำเป็นต้องมีการบำบัดความร้อน.

ทำไมถึงใช้ 4xx

• ปริมาณนิกเกิลต่ำให้ความได้เปรียบด้านต้นทุนอย่างมากสำหรับส่วนประกอบที่มีปริมาณสูงมาก.
  เกรดเฟอร์ริติกต้านทานการเกิดออกซิเดชันแบบวงจรในสภาพแวดล้อมไอเสียร้อน และมีค่าการนำความร้อนและการขยายตัวที่เหมาะสม. เกรดมาร์เทนซิติกมีพื้นผิวแข็งสำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็กที่วิกฤตต่อการสึกหรอ.

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ

• สำหรับระบบไอเสียแบบเชื่อม, ใช้เฟอร์ริติกที่มีความเสถียร Ti/Nb (409ที/439) หรือควบคุมความร้อนเข้าเพื่อหลีกเลี่ยงการเปราะของ HAZ.
• การป้องกันการกัดกร่อน (การเคลือบผิว, อลูมิไนซ์) มักใช้เพื่อยืดอายุในสภาพแวดล้อมที่มีเกลือบนถนน.

เครื่องใช้ในครัวเรือนและผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภค

ชิ้นส่วนทั่วไป & เกรด

• ประตูตู้เย็น, สมุทรเตาอบ, ภายในเครื่องล้างจาน, แผงควบคุม — 430 และบางครั้ง 439/444 เพื่อความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีขึ้น.
• ช้อนส้อมและมีดทำครัว — 420 / 440ค (มาร์เทนซิติก), ขัดเงาและอารมณ์.

ทำไมถึงใช้ 4xx

• พื้นผิวที่น่าดึงดูด, ขึ้นรูปได้ดี (เฟอร์ริติก), การตอบสนองทางแม่เหล็กเมื่อจำเป็น (เช่น, ตัวบ่งชี้การปรุงอาหารแบบเหนี่ยวนำ), และมีต้นทุนที่ต่ำกว่าออสเทนนิติกส์มาก ทำให้เฟอร์ริติก 4xx เป็นค่าเริ่มต้นสำหรับชิ้นส่วนอุปกรณ์ตกแต่งและภายใน.

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ

• หลีกเลี่ยง 4xx ในการสัมผัสละอองน้ำเกลือหรือชายฝั่ง เว้นแต่จะเคลือบหรือเฉพาะตัวแปรโมแบริ่ง (444).
  สำหรับช้อนส้อม, เลือกมาร์เทนซิติกที่มี C สูงและควบคุมการแบ่งเบาบรรเทาเพื่อรักษาสมดุลของการยึดขอบและความต้านทานการกัดกร่อน.

การแลกเปลี่ยนความร้อน, ระบบ HVAC และระบบระบายความร้อน

ชิ้นส่วนทั่วไป & เกรด

• ครีบแลกเปลี่ยนความร้อน, ท่อ, ส่วนประกอบเตา, การหุ้มหม้อน้ำ — 409, 430, 444.

ทำไมถึงใช้ 4xx

• เฟอร์ริติกผสมผสานการนำความร้อนที่ดี, การขยายตัวทางความร้อนต่ำและความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงโดยมีต้นทุนต่ำกว่าซีรีส์ 300, ทำให้เหมาะสมกับฮาร์ดแวร์การถ่ายเทความร้อนและการจัดการความร้อนไอเสีย.

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ

• สำหรับเปียก, ลำธารที่มีคลอไรด์หรือมีความเสี่ยงต่อการเกิดหลุมบ่อสูง, ชอบเฟอร์ริติกที่มีแบริ่งโม (444) หรือก้าวขึ้นเป็น duplex/300-series เมื่อจำเป็น.

เคมี, อุตสาหกรรมกระบวนการและการจัดการน้ำ

ชิ้นส่วนทั่วไป & เกรด

• รถถังหน้าที่ระดับกลาง, อุปกรณ์ท่อ, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสำหรับสารเคมีที่ไม่รุนแรง — 444 (โดยที่ความต้านทานต่อคลอไรด์มีความสำคัญ), 439 สำหรับถังเชื่อม.

ทำไมถึงใช้ 4xx

• เมื่อการบริการรุนแรงปานกลาง แต่อัลลอยด์ออสเทนนิติกหรือดูเพล็กซ์แบบเต็มไม่สมเหตุสมผลในเชิงเศรษฐกิจ, เฟอร์ริติกที่มีความเสถียรแบบโมให้จุดกึ่งกลางที่ยอมรับได้.

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ

• ระบุใบรับรองโรงงานและการทดสอบการกัดกร่อน. สำหรับการสัมผัสคลอไรด์อย่างต่อเนื่อง (แปรรูปน้ำเกลือ, การระบายความร้อนด้วยน้ำทะเล) ตรวจสอบตัวเลือกเกรดกับคลอไรด์ที่วัดได้, อุณหภูมิและสภาพรอยแยก.

น้ำมัน & แก๊ส, ปิโตรเคมี (ส่วนประกอบที่เลือก)

ชิ้นส่วนทั่วไป & เกรด

• รัด, ส่วนประกอบวาล์วที่ไม่สำคัญ, เพลาปั๊ม — 410, 431 (ความแข็งแรงสูงมาร์เทนซิติก), 17-4 พีเอช เพื่อความแข็งแรงสูง, ส่วนประกอบที่ทนต่อการกัดกร่อน (ในกรณีที่สามารถเกิดริ้วรอยหลังการเชื่อมได้).

ทำไมถึงใช้ 4xx

• เกรดมาร์เทนซิติกและ PH ให้ความแข็งแรงสูงมากสำหรับการรับแรงกดและแรงกล; 17-4 มักเลือกค่า pH ในกรณีที่ต้องการความแข็งแรงบวกกับความต้านทานการกัดกร่อนที่เหมาะสม และสามารถควบคุมวงจรการเชื่อม/อายุได้.

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ

• ชิ้นส่วนมาร์เทนซิติกในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือคลอไรด์จะต้องมีคุณสมบัติสำหรับการเกิดการเปราะของไฮโดรเจนและความเสี่ยงจาก SSC. การแบ่งเบาบรรเทา/การเสื่อมสภาพหลังการเชื่อมมักเป็นสิ่งจำเป็น.

มารีน, อุปกรณ์แยกเกลือและน้ำทะเล (การใช้งานที่จำกัด)

ชิ้นส่วนทั่วไป & เกรด

• เครื่องกรองน้ำทะเล, ตัวเรือนที่ไม่สำคัญ — 444 เมื่อได้รับคลอไรด์อ่อนๆ; มิฉะนั้นนักออกแบบจะชอบโลหะผสมดูเพล็กซ์หรือสูงกว่า PREN.

ทำไมถึงใช้ 4xx (เลือกสรร)

• เฟอร์ริติกที่มีแบริ่งโมสามารถจัดการหน้าที่น้ำทะเลบางส่วนได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่า, แต่ความเสี่ยงในการเป็นหลุมและรอยแยกในระยะยาวมักจะไม่เกิดขึ้นเนื่องจากชิ้นส่วนโครงสร้างที่จมอยู่ใต้น้ำอย่างต่อเนื่อง.

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ

• เมื่อใช้ 4xx ในบริบททางทะเล, รวมกับการป้องกัน cathodic, การเคลือบ, และมีระบบการตรวจสอบที่เข้มงวด. หลีกเลี่ยงบริเวณที่เกิดความร้อนหรือรอยแยก.

การผลิตไฟฟ้า & ระบบพลังงาน

ชิ้นส่วนทั่วไป & เกรด

• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, ท่อก๊าซไอเสีย, ซีลกังหัน — 409, 444.
• การโบลท์และเพลากำลังสูง — 17-4 พีเอช หรือมาร์เทนซิติกส์ตามความเหมาะสม.

ทำไมถึงใช้ 4xx

• เกรดเฟอร์ริติกทนทานต่อปฏิกิริยาออกซิเดชันแบบวงจรและความเครียดจากความร้อนได้ดี; เกรด PH ใช้สำหรับตัวยึดและส่วนประกอบที่มีความเครียดสูง ซึ่งโลหะผสมออสเทนนิติกจะมีราคาแพงโดยไม่จำเป็น.

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ

• สังเกตการเปราะของเฟสซิกมาในระยะยาวในโลหะผสมที่มี Cr สูงบางชนิดที่อุณหภูมิปานกลาง; ระบุขีดจำกัดอุณหภูมิในการทำงานและช่วงเวลาการตรวจสอบ.

ทางการแพทย์, เครื่องมือและเครื่องมือที่มีความแม่นยำ (เลือกแล้ว)

ชิ้นส่วนทั่วไป & เกรด

• ใบมีดเครื่องมือผ่าตัด — 420 / 440ค (มาร์เทนซิติก, ความเงาสูงและการเก็บรักษาขอบ).
• เม็ดมีดแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำและเครื่องมือที่มีการสึกหรอสูง — 440ค.

ทำไมถึงใช้ 4xx

• ความแข็งและการคงคมตัดสูงทำให้มาร์เทนซิติกส์น่าดึงดูด, โดยมีการควบคุมการสัมผัสการกัดกร่อนและการตกแต่งพื้นผิว/ทู่เป็นเลิศ.

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ

• สำหรับการปลูกถ่ายหรือการสัมผัสกับร่างกายในระยะยาว, 300-ควรใช้ซีรีส์หรือโลหะผสมเกรดทางการแพทย์; 4xx สำหรับเครื่องมือเฉพาะเมื่อยอมรับการฆ่าเชื้อและการทำทู่และปฏิบัติตามมาตรฐานทางการแพทย์เท่านั้น.

6. ข้อดี & ข้อจำกัด

เหล็กกล้าไร้สนิมซีรีส์ 400 มีตำแหน่งที่แตกต่างกันระหว่างเหล็กกล้าคาร์บอนและสเตนเลสออสเทนนิติกที่มีนิกเกิล.

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของเหล็กกล้าไร้สนิมซีรีส์ 400

ประสิทธิภาพด้านต้นทุนและเสถียรภาพด้านราคา

400-เหล็กกล้าไร้สนิมซีรีส์มีนิกเกิลเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย, อาศัยโครเมียมเป็นหลักในการต้านทานการกัดกร่อน.

สิ่งนี้ช่วยลดต้นทุนวัตถุดิบได้อย่างมากและป้องกันการจัดซื้อจากความผันผวนของราคานิกเกิล, ทำให้เกรดเหล่านี้มีความน่าสนใจในเชิงเศรษฐกิจสำหรับการใช้งานในปริมาณมาก.

คุณสมบัติทางแม่เหล็กโดยธรรมชาติ

เกรดเฟอร์ริติกและมาร์เทนซิติก ซีรีส์ 400 เป็นเกรดแม่เหล็กโดยธรรมชาติ, ทำให้สามารถใช้งานในอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าได้, เซ็นเซอร์, แอคชูเอเตอร์, และส่วนประกอบที่ต้องการการตอบสนองทางแม่เหล็ก—การใช้งานที่สเตนเลสออสเทนนิติกไม่เหมาะสม.

ความแข็งแรงในการอบชุบด้วยความร้อน (เกรดมาร์เทนซิติกและพีเอช)

ต่างจากสเตนเลสออสเทนนิติก, โลหะผสมซีรีส์ 400 ที่ชุบแข็งมาร์เทนซิติกและการตกตะกอนสามารถเสริมกำลังได้ด้วยการชุบแข็ง, การแบ่งเบาบรรเทา, และริ้วรอย.

ซึ่งช่วยให้สามารถรับแรงดึงได้ตั้งแต่ระดับปานกลางไปจนถึงสูงกว่ามาก 1000 MPa, รองรับการสึกหรอ, การรับน้ำหนัก, และส่วนประกอบที่มีความเครียดสูง.

การนำความร้อนที่ดีและการขยายตัวทางความร้อนต่ำ

เหล็กกล้าเฟอร์ริติกซีรีส์ 400 มีการนำความร้อนสูงกว่าและมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมซีรีส์ 300.

ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานต่อความล้าจากความร้อนและการบิดเบี้ยว, ทำให้เหมาะสมกับระบบไอเสีย, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, และสภาพแวดล้อมการหมุนเวียนความร้อน.

ความต้านทานการกัดกร่อนเพียงพอสำหรับสภาพแวดล้อมปานกลาง

โดยมีปริมาณโครเมียมสูงกว่าปกติ 10.5 น้ำหนัก%, 400-เหล็กกล้าซีรีส์ให้ความทนทานต่อการกัดกร่อนในบรรยากาศที่เชื่อถือได้, สารเคมีอ่อน, และออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง ซึ่งเหนือกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนมากและเพียงพอสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมและผู้บริโภคจำนวนมาก.

การออกแบบโลหะผสมที่เรียบง่ายและการรีไซเคิล

ความซับซ้อนของโลหะผสมที่ต่ำกว่าช่วยให้การหลอมละลายง่ายขึ้น, การรีไซเคิล, และนำกลับมาใช้ใหม่ภายในลำธารสแตนเลส, สอดคล้องกับวัตถุประสงค์การควบคุมต้นทุนและความยั่งยืนในการผลิตขนาดใหญ่.

ข้อจำกัดที่สำคัญของเหล็กกล้าไร้สนิมซีรีส์ 400

ความต้านทานการกัดกร่อนต่ำกว่าเมื่อเทียบกับเกรดออสเทนนิติก

เหล็กกล้าซีรีส์ 400 ส่วนใหญ่ขาดนิกเกิลและ, ในหลายกรณี, โมลิบดีนัมเพียงพอที่จำเป็นสำหรับความต้านทานต่อการเกิดรูพรุน, การกัดกร่อนของรอยแยก, และการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์หรือมีกรดรุนแรง.

โดยทั่วไปไม่สามารถทดแทนได้ 304 หรือ 316 ในการบริการทางเคมีหรือทางทะเลที่รุนแรง.

ความสามารถในการเชื่อมมีจำกัด

เกรดเฟอร์ริติกมีแนวโน้มที่จะทำให้เกรนหยาบและสูญเสียความเหนียวในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน, ในขณะที่เกรดมาร์เทนซิติกจะไวต่อการแตกร้าวด้วยความเย็นและการเปราะของไฮโดรเจน.

การเชื่อมที่ประสบความสำเร็จมักต้องมีการควบคุมการป้อนความร้อนอย่างเข้มงวด, องค์ประกอบที่มีเสถียรภาพ (ของ, NB), การอุ่น, และการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อม.

ความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำลดลง

เหล็กกล้าไร้สนิมซีรีส์ Ferritic 400 มีอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านแบบเหนียวไปเป็นเปราะ, โดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณศูนย์ย่อยถึงสูงกว่าสภาวะเยือกแข็งเล็กน้อย.

สิ่งนี้จำกัดความเหมาะสมสำหรับการใช้งานโครงสร้างแบบแช่แข็งหรือในสภาพอากาศเย็น.

ความสามารถในการขึ้นรูปต่ำกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก

เกรดเฟอร์ริติกมีความสามารถในการขึ้นรูปเย็นปานกลางแต่มีข้อจำกัดในการขึ้นรูป, ในขณะที่เกรดมาร์เทนซิติกจะขึ้นรูปเย็นยากเนื่องจากมีความแข็งสูง.

โดยทั่วไปส่วนประกอบที่ดึงลึกที่ซับซ้อนจะเหมาะกับเหล็กกล้าไร้สนิมซีรีส์ 300 มากกว่า.

ความไวต่อการบำบัดความร้อนและการสัมผัสบริการที่ไม่เหมาะสม

เกรดมาร์เทนซิติกและ PH ต้องมีรอบการบำบัดความร้อนที่ได้รับการควบคุมอย่างระมัดระวัง.

การแบ่งเบาบรรเทาที่ไม่เหมาะสม, การสัมผัสกับอุณหภูมิปานกลางเป็นเวลานาน, หรือการเชื่อมที่ไม่เหมาะสมอาจนำไปสู่การเปราะได้, สูญเสียความต้านทานการกัดกร่อน, หรือความล้มเหลวก่อนวัยอันควร.

หน้าต่างแอปพลิเคชันที่แคบลงสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง, คลอไรด์สูง, หรือสภาพแวดล้อมกระบวนการที่มีความบริสุทธิ์สูง, ประสิทธิภาพการทำงานของเหล็กกล้าซีรีส์ 400 มีจำกัด, มักจำเป็นต้องใช้ออสเทนนิติก, ดูเพล็กซ์, หรือซุปเปอร์สเตนเลส.

7. การวิเคราะห์เปรียบเทียบเทียบกับซีรีส์ 300 & ทางเลือกอื่น

• ความต้านทานการกัดกร่อน: 300-ชุด (304/316) >> 400-ซีรีส์ในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์/กรดรุนแรง.
• ความแข็งแกร่ง (รับความร้อน): มาร์เทนซิติก/PH 400 >> 300-ชุด (สามารถเกินกว่านั้นได้ 1,000 MPa).
• ค่าใช้จ่าย: 400-โดยทั่วไปแล้วซีรีย์จะมีราคาถูกกว่า 30–50% 304 เนื่องจาก Ni ต่ำ.
• ความสามารถในการเชื่อม & ความสามารถในการขึ้นรูป: 300-ซีรีส์ที่เหนือกว่า; 400-ซีรีส์ต้องการการดูแลมากขึ้น.
• แม่เหล็ก: 400-ซีรีย์แม่เหล็ก - ข้อได้เปรียบหากจำเป็นต้องมีการตอบสนองทางแม่เหล็ก.
• พฤติกรรมที่อุณหภูมิสูง (ออกซิเดชัน): เฟอร์ริติก 4xx มักจะดีกว่าออสเทนนิติกส์สำหรับการใช้งานออกซิเดชันแบบไซคลิกและการนำความร้อน.

กฎการเลือกหัวแม่มือ: เลือก 400 ซีรีส์เมื่อมีต้นทุน, จำเป็นต้องมีการตอบสนองทางแม่เหล็กหรือมีความแข็ง/ความแข็งแรงสูงมาก และสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนอยู่ในระดับปานกลางหรือสามารถจัดการได้ด้วยการเคลือบ; เลือกโลหะผสม 300 ซีรีส์/ดูเพล็กซ์/นิกเกิล เมื่อความต้านทานการกัดกร่อนเป็นหลัก.

8. บทสรุป

ที่ 400 ซีรีส์สเตนเลสสตีลเป็นตระกูลอเนกประสงค์และใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่งให้ความสมดุลในทางปฏิบัติ เศรษฐกิจ, คุณสมบัติแม่เหล็ก, ประสิทธิภาพความร้อนและความแข็งแรงที่บรรลุได้. บทบาทของพวกเขาครอบคลุมตั้งแต่เครื่องใช้ไฟฟ้าในชีวิตประจำวันไปจนถึงชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่มีความต้องการสูง.

การใช้งานให้ประสบความสำเร็จต้องอาศัยการเลือกเกรดที่มีข้อมูลครบถ้วนและการประมวลผลที่มีระเบียบวินัย: การเชื่อมและการบำบัดความร้อนมีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพขั้นสุดท้าย.

ในกรณีที่การสัมผัสการกัดกร่อนอยู่ในระดับปานกลางและมีค่าใช้จ่ายหรือการตอบสนองทางแม่เหล็ก, ซีรีส์ 400 มักเป็นตัวเลือกทางวิศวกรรมที่เหมาะสมที่สุด.

ในกรณีที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อนที่รุนแรงหรือความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำมาก, ควรประเมินตระกูลที่มีโลหะผสมสูง.

 

คำถามที่พบบ่อย

เหล็กกล้าซีรีส์ 400 เป็น "สแตนเลส"?

ใช่ — พวกมันก่อตัวเป็นฟิล์มพาสซีฟโครเมียมออกไซด์และต้านทานการกัดกร่อนได้ดีกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนมาก, แต่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนน้อยกว่าโลหะผสมซีรีส์ 300 ในสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหลายชนิด.

สามารถแทนที่ซีรีส์ 400 ได้ 304 ในเครื่องอุปโภคบริโภค?

มักจะใช่สำหรับการใช้งานในการตกแต่งและเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นๆ (เช่น, 430), แต่หลีกเลี่ยงสถานที่สัมผัสคลอไรด์บ่อยๆ, ผงซักฟอกที่เป็นกรดหรือบรรยากาศทางทะเลเกิดขึ้น.

เหตุใดซีรีส์ 400 บางรุ่นจึงมีแม่เหล็กและบางรุ่นไม่มี?

โครงสร้างจุลภาคของเฟอริติกและมาร์เทนซิติกเป็นแม่เหล็ก; โครงสร้างจุลภาคออสเทนนิติก (ตามแบบฉบับของซีรีส์ 300) โดยพื้นฐานแล้วไม่ใช่แม่เหล็ก. 400-ซีรีส์ได้รับการออกแบบให้เป็นเฟอริติก/มาร์เทนซิติก.

วิธีเชื่อม 17-4 พีเอชอย่างปลอดภัย?

ใช้ขั้นตอนที่ผ่านการรับรอง, ควบคุมความร้อนเข้า, และใช้สารละลายหลังการเชื่อม/รอบอายุ หรือการบ่มเฉพาะจุดตามคำแนะนำของซัพพลายเออร์เพื่อคืนความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อน.

440C เหมาะสำหรับตลับลูกปืนทางทะเลหรือไม่?

ไม่ — ในขณะที่ 440C มีความแข็งและทนต่อการสึกหรอสูง, ความต้านทานการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมของคลอไรด์ในทะเลมีจำกัด; พิจารณาตลับลูกปืนสแตนเลสที่มีค่า PREN หรือการเคลือบสูงกว่า.