Kunnskap om rustfritt stål 431

Stainless Steel 431 er et martensittisk-ferritisk dupleks rustfritt stål med 15–17 % krom og 1,25–2,5 % nikkel. Den balanserer styrken til martensittiske kvaliteter med korrosjonsmotstanden til ferritiske kvaliteter, noe som gjør den egnet for bruk med høy-stress og moderat-korrosjon.

Kjemisk sammensetning (nøkkel, % ASTM A240)C: Mindre enn eller lik 0,20; Cr: 15.00–17.00; Ni: 1,25–2,50; Mn: Mindre enn eller lik 1,00

Mekaniske egenskaper (varme-behandlet)Strekkstyrke: Større enn eller lik 725 MPa; Utbyttestyrke: Større enn eller lik 515 MPa; Forlengelse: Større enn eller lik 15 %; Hardhet: Mindre enn eller lik 285 HB (glødet), opptil 45 HRC (varme-behandlet)

Ytelse og brukFordeler: Høy styrke, bedre korrosjonsbestandighet enn 410/420, god tretthetsbestandighet. Bruksområder: Drivaksler til biler, flykomponenter, pumpeaksler, ventilstammer, festemidler.

Tilsvarende karakterer: EN 1.4057, JIS SUS431, DIN X2CrNi17-2

5 Raske spørsmål og svar

1. Hva gjør 431 til et "dupleks" rustfritt stål, og hvordan gagner det egenskapene?431 har en blandet martensitisk-ferritisk mikrostruktur-dannet ved kontrollert avkjøling etter oppvarming. Den martensittiske fasen gir høy styrke (strekkstyrke Større enn eller lik 725 MPa), mens den ferritiske fasen (fra nikkeltilsetning) forbedrer korrosjonsbestandighet og duktilitet. Denne dupleksstrukturen eliminerer avveiningen- mellom styrke og korrosjonsmotstand sett i rene martensittiske kvaliteter (f.eks. 410 er sterk, men mindre korrosjonsbestandig-) eller rene ferritiske kvaliteter (f.eks. 430 er korrosjons-bestandig, men svak). For drivaksler for biler betyr dette at akselen kan håndtere høyt dreiemoment (styrke) og motstå veisaltkorrosjon (ferritisk fase).

2. Hvordan er 431s korrosjonsmotstand sammenlignet med 410 og 304?431s nikkelinnhold (1,25–2,5 %) og høyere krom (15–17 %) gjør den mer korrosjonsbestandig- enn 410 (11,5–13,5 % Cr, ingen Ni). Den motstår veisalt, atmosfærisk rust og milde syrer bedre enn 410, noe som gjør den egnet for utendørs bildeler. Den er imidlertid mindre korrosjonsbestandig- enn 304 (8–10,5 % Ni, 18–20 % Cr), siden den mangler 304s høyere nikkelinnhold og austenittiske struktur. 304 tåler saltvann og konsentrerte syrer, mens 431 kan pits i kystmiljøer} som trenger bedre styrke i kystmiljøer{2} 410, men ikke 304s ekstreme motstand.

3. Hvorfor brukes 431 til flykomponenter?Flydeler (f.eks. landingsutstyrskomponenter, kontrollstenger) krever høy styrke for å håndtere ekstreme belastninger og utmattelsesmotstand for å motstå gjentatte starter/landinger. 431s strekkstyrke (Større enn eller lik 725 MPa) og flytestyrke (Større enn eller lik 515 MPa) oppfyller disse kravene, mens dens motstandsdyktighet mot tretthet er fra høy syklus til utmattingsmotstand. 410. Dens korrosjonsmotstand beskytter mot fuktighet og-avisingsvæsker i store høyder, og forhindrer komponentfeil. I motsetning til austenittiske kvaliteter som 304, er 431 varmebehandles{10}, slik at den kan herdes i kritiske stressområder i flydeler.

4. Hvilken varmebehandling brukes til 431, og hvorfor?431 er varme-behandlet for å optimalisere dens dupleksstruktur: Gløding (800–900 grader, langsom avkjøling) mykner den for fremstilling, og produserer en ferritisk-martensittisk blanding med en hardhet på mindre enn eller lik 285 HB. Bråkjøling (950–1050 grader, vannkjøling) danner mer martensitt, øker styrke og hardhet. Tempering (200–600 grader) balanserer disse egenskapene-tempering ved 300 grader gir 40–45 HRC for deler med høy-spenning som ventilstammer, mens herding ved 600 grader reduserer hardheten til 30 HRC, men øker seigheten for drivaksler. Denne allsidigheten gjør at 431 kan skreddersys til spesifikke bruksbehov, fra harde festemidler til tøffe skaft.

5. Kan 431 sveises, og hvilke utfordringer er det?Sveising 431 er mulig, men krever forsiktighet for å bevare dens dupleksstruktur. Hovedutfordringen er å unngå martensittdannelse i HAZ, som forårsaker sprøhet. Forvarm til 150–250 grader for å redusere kjølehastigheten, bruk lav varmetilførsel (TIG-sveising foretrekkes for presisjon), og etter-sveisetemperering ved 250–300 grader for å myke opp HAZ. Bruk 431 eller 309 filler wire-309s høyere nikkel bidrar til å stabilisere den austenittiske fasen og forbedre duktiliteten. Unngå sveising av tykke seksjoner uten forvarming, da dette øker risikoen for kaldsprekker. Riktig sveising sikrer at sveisesonen beholder samme styrke og korrosjonsmotstand som basismetallet.