440 un 431 nerūsējošā tērauda salīdzinājums: augstas-oglekļa martensīta pret niķeli-pievienots martensīts

440 (vispārējais apzīmējums 440A/B/C) un 431 ir augstas veiktspējas-martensīta nerūsējošie tēraudi, kuru galvenā atšķirība ir leģējošie elementi un veiktspējas orientācija. 440 ir augsta-ogleklis (C=0.60-1.20%), koncentrējoties uz cietību un nodilumizturību; 431 pievieno niķeli (Ni=1.20-2.00%), koncentrējoties uz augstu izturību un stingrību. Abi ir piemēroti augstas veiktspējas{10}}mehāniskām sastāvdaļām ar acīmredzamām atšķirībām triecienslodzes un nodilumizturības prasībās.

Pamatparametru salīdzinājums

Parametrs	440 nerūsējošais tērauds	431 nerūsējošais tērauds
Ķīmiskais sastāvs (masas%)	C=0.60-1.20, Si mazāks vai vienāds ar 1,00, Mn mazāks vai vienāds ar 1,00, P mazāks vai vienāds ar 0,040, S mazāks vai vienāds ar 0,030, Cr=16.00-18.00, Fe=bilance	C=0.15-0.25, Si mazāks vai vienāds ar 1,00, Mn mazāks vai vienāds ar 1,00, P mazāks vai vienāds ar 0,040, S mazāks vai vienāds ar 0,030, Cr=15.00-17.00, Ni=1.20-2.00, Fe=bilance
Mehāniskās īpašības (rūdīta un rūdīta)	Stiepes izturība ir lielāka par vai vienāda ar 795-950 MPa, ražības izturība ir lielāka vai vienāda ar 550-700 MPa, pagarinājums ir lielāks vai vienāds ar 10-12%, cietība 55-62 HRC	Stiepes stiprība ir lielāka par vai vienāda ar 1080 MPa, ražības izturība ir lielāka vai vienāda ar 880 MPa, pagarinājums ir lielāks vai vienāds ar 12%, cietība 38-43 HRC
Servisa temperatūra	-20 grādiem līdz 250 grādiem (nepārtraukta apkalpošana)	-40 grādiem līdz 450 grādiem (nepārtraukta apkalpošana)
Līdzvērtīgas pakāpes	SUS440A/B/C (JIS), EN 1.4104/1.4109/1.4125, UNS S44002/S44003/S44004	SUS431 (JIS), EN 1.4057, UNS S43100

Galvenās veiktspējas atšķirības: 1. Cietība un nodilumizturība: 440. gadu augstais oglekļa saturs nodrošina īpaši augstu-cietību (55-62HRC) un izcilu nodilumizturību; 431 vidējais oglekļa saturs un niķeļa pievienošana rada zemāku cietību (38–43 HRC) un sliktu nodilumizturību. 2. Izturība un stingrība: 431 ir lielāka stiepes izturība (lielāka vai vienāda ar 1080 MPa) un lieliska stingrība (triecienizturība, kas ir lielāka vai vienāda ar 50 J), piemērota pie -40 J trieciena slodzēm; 440. gadu stingrība ir zema (sitienu izturība ir mazāka par vai vienāda ar 15–20 J), ir pakļauta trausliem lūzumiem. 3. Izturība pret koroziju: 431 niķeļa pievienošana uzlabo izturību pret koroziju, labāk nekā 440 atmosfēras un vājas korozijas vidēs; 440 ir piemērots tikai sausai videi. 4. Augstas temperatūras veiktspēja: 431 darba temperatūra (450 grādi) ir par 200 grādi augstāka nekā 440 (250 grādi).

Piemērojamā scenārija atšķirība: 440 ir piemērots komponentiem, kam nepieciešama īpaši-augsta nodilumizturība un zema trieciena slodze, piemēram, augstas klases griezējinstrumenti, gultņu lodītes un celiņi, precīzijas veidņu serdeņi, ķirurģiskie skalpeļi un mērinstrumenti. 431 ir piemērots komponentiem, kam nepieciešama augsta izturība, augsta stingrība un izturība pret koroziju. Augstspiediena-vārstu korpusi, kuģu tehnikas daļas un lidmašīnu dzinēju piederumi.

Praktiski jautājumi un atbildes

Q1: Kāda ir niķeļa loma 431? A1: Niķelis ir spēcīgs austenīta stabilizators, kas termiskās apstrādes laikā uzlabo martensīta struktūru un uzlabo izturību; tas uzlabo virsmas pasivācijas plēves stabilitāti un uzlabo izturību pret koroziju; 431 stingrība un izturība pret koroziju ir ievērojami labāka nekā martensīta nerūsējošajiem tēraudiem, kas nesatur niķeli.

Q2: Kāpēc 440 nav piemērots triecienslodzes komponentiem? A2: tā īpaši-augstais oglekļa saturs nodrošina zemu izturību; trieciena slodzes gadījumā tas ir pakļauts šķeldām vai plaisāšanai; piemēram, 440C virtuves naži ir asi, bet viegli nošķeldoti, ja tie nokrīt, savukārt 431 sastāvdaļa var izturēt noteiktu triecienu bez bojājumiem.

Q3: Vai 431 var izmantot jūras vidē? A3: Jā. Tā izturība pret koroziju jūras atmosfēras vidē ir labāka par 410, 420 un 440; tas ir piemērots kuģu mehāniskajām sastāvdaļām, piemēram, kuģu korpusa piederumiem un sūkņu vārpstām; komponentiem, kas ilgstoši iegremdēti jūras ūdenī, ieteicams 316L.

4. jautājums. Kāds termiskās apstrādes process ir piemērots 440, lai sasniegtu īpaši-augstu cietību? A4: dzesēšana pie 1010-1090 grādiem, eļļas dzesēšana + temperatūra 150-220 grādi, gaisa dzesēšana; dažādām apakšklasēm ir nedaudz atšķirīgas temperatūras: 440A (1010-1050 grādu dzēšana), 440C (1050-1090 grādu dzēšana); izvairieties no rūdīšanas 300–450 grādu temperatūrā, lai novērstu rūdīšanas trauslumu.

Q5: Kā izvēlēties starp 440 un 431? A5: izvēlieties 440, ja pamatprasība ir īpaši augsta{5}}nodilumizturība un trieciena slodze ir maza; izvēlieties 431, ja nepieciešama augsta izturība, augsta stingrība un izturība pret koroziju un ir triecienslodze.