Thép không gỉ 410 và 420: Quang phổ độ cứng Martensitic

 

Thành phần hóa học, khả năng làm cứng và ứng dụng điển hình của thép không gỉ 410 và 420 là gì?
Cả hai đều là thép martensitic crom thẳng, trong đó 410 chứa 11,5-13,5% Cr và 420 chứa 12-14% Cr. Sự khác biệt xác định là carbon: 410 có tối đa 0,15%, trong khi 420 có tối thiểu 0,15%, thường cao hơn. Điều này cho phép 420 đạt được độ cứng cao hơn đáng kể (lên tới HRC 54-56) sau khi xử lý nhiệt so với 410 (lên đến HRC 45). 410 được sử dụng cho các bộ phận có mục đích chung như ốc vít, trục bơm và van. 420 được chỉ định cho các lưỡi cắt, dụng cụ phẫu thuật, khuôn nhựa và lưỡi dao trong đó khả năng chống mài mòn là rất quan trọng.

Sự khác biệt về hàm lượng carbon ảnh hưởng như thế nào đến tính chất cơ học cuối cùng của chúng sau khi xử lý nhiệt?
Carbon là nguyên tố chính làm cho martensite cứng lại. Lượng cacbon cao hơn ở 420 cho phép hình thành một lượng cacbua crom cứng lớn hơn trong quá trình austenit hóa và làm nguội. Điều này dẫn đến ma trận martensitic có độ cứng nội tại cao hơn và khả năng chống mài mòn vượt trội. Tuy nhiên, điều này cũng làm giảm độ dẻo dai. 410, với hàm lượng carbon thấp hơn, đạt được độ cứng vừa phải với độ dẻo và khả năng chống va đập tốt hơn. Sự lựa chọn là sự đánh đổi-trực tiếp: 420 để có độ cứng tối đa, 410 để có độ dẻo dai tốt hơn.

Trong những ứng dụng nào, điều quan trọng là phải chọn 420 thay vì 410 phổ biến hơn và thường rẻ hơn?
Chọn 420 khi chức năng chính của bộ phận liên quan đến cắt, cắt hoặc chống mài mòn. Điều này bao gồm dao kéo chuyên nghiệp và tiêu dùng, dao mổ và kéo phẫu thuật, lưỡi dao công nghiệp để cắt nhựa hoặc dệt may và các bộ phận trong máy chế biến thực phẩm phải duy trì được độ sắc bén. Đối với các ứng dụng như thân van hoặc dây buộc, nơi cần khả năng chống ăn mòn nói chung và độ bền vừa phải nhưng không cần khả năng chống mài mòn quá cao, 410 là hoàn toàn phù hợp và tiết kiệm hơn.

Những điểm chính cần cân nhắc khi xử lý nhiệt cho hai loại này để đạt được hiệu suất tối ưu là gì?
Cả hai đều yêu cầu xử lý nhiệt chính xác: austenit hóa, làm nguội và ủ. Đối với 420, lượng carbon cao hơn đòi hỏi phải kiểm soát cẩn thận nhiệt độ và thời gian austenit hóa để hòa tan hoàn toàn các cacbua mà không gây ra sự phát triển của hạt hoặc austenite bị giữ lại. Phạm vi ủ của nó phải được lựa chọn cẩn thận để đạt được sự cân bằng mong muốn về độ cứng và độ dẻo dai.. 410 việc xử lý nói chung dễ ổn định hơn. Cả hai loại đều dễ bị khử cacbon, do đó nên sử dụng khí quyển được kiểm soát hoặc xử lý nhiệt chân không cho các bộ phận quan trọng để đảm bảo bề mặt cứng hoàn toàn.

Người mua hoặc nhà thiết kế nên tuân theo hướng dẫn cuối cùng nào khi lựa chọn giữa các loại martensitic này?
Hãy để yêu cầu chức năng chính đưa ra lựa chọn. Hỏi: Bộ phận này có cần phải giữ được độ sắc bén hay chống mài mòn hơn hết không? Nếu có, hãy chọn 420 và chỉ định độ cứng cần thiết. Liệu nhu cầu chống ăn mòn tốt, độ bền vừa phải và khả năng chống va đập tốt hơn có quan trọng hơn không? Nếu vậy thì 410 là sự lựa chọn phù hợp. Luôn xem xét toàn bộ môi trường: độ cứng cao hơn của 420 có thể làm giảm một chút khả năng chống ăn mòn nói chung so với 410. Đối với các kết cấu hàn, hãy lưu ý rằng cả hai loại đều yêu cầu xử lý nhiệt trước- và sau-hàn.