430 vs 431 rustfrit stål: ferritiske vs martensitiske kvaliteter

 

Hvad er de kemiske sammensætninger, mekaniske egenskaber og primære anvendelser af 430 og 431 rustfrit stål?
Grade 430 (UNS S43000) er et ferritisk rustfrit stål, der består af ca. 16-18 % krom med meget lavt kulstofindhold og ingen nikkel. Den er magnetisk, har moderat styrke og god duktilitet og kan ikke hærdes ved varmebehandling. Det bruges primært til indvendige apparater, dekorative lister til biler, køkkenstænk og fastgørelseselementer i milde miljøer. Grade 431 (UNS S43100) er et martensitisk rustfrit stål, der indeholder 15-17% krom og 1,25-2,50% nikkel. Det kan hærdes gennem bratkøling og temperering for at opnå høj styrke og hårdhed. Dens primære anvendelser omfatter højstyrkebefæstelser, pumpeaksler, ventilkomponenter og rumfartsdele, hvor en kombination af styrke og korrosionsbestandighed er nødvendig.

Hvordan ændrer varmebehandlingsevnen på 431 fundamentalt dens ydeevne sammenlignet med 430?
Evnen til at varmebehandle 431 er dens definerende egenskab. Efter austenitisering og bratkøling danner 431 en hård martensitisk struktur, der kan hærdes for at opnå en bred vifte af styrke- og sejhedsniveauer. Dette gør det muligt at nå trækstyrker langt over 1000 MPa og hårdhed op til HRC 44, hvilket giver fremragende slidstyrke. Derimod kan 430 ikke forstærkes ved varmebehandling; dens egenskaber er fikseret i udglødet tilstand og tilbyder kun moderat styrke. Dette gør 431 velegnet til konstruktions- og sliddele, mens 430 er begrænset til ikke-belastningsbærende-, primært dekorative eller beklædningsroller.

Med hensyn til korrosionsbestandighed, hvordan sammenligner disse to kvaliteter, og hvilke miljøer er egnede til hver?
430 tilbyder god generel korrosionsbestandighed i milde atmosfæriske, ferskvands- og indendørsmiljøer, sammenlignelig med 304 for mange ikke-kritiske applikationer. Det er dog modtageligt for gruber i klorid-holdige indstillinger. 431, efter korrekt varmebehandling og polering, giver det god korrosionsbestandighed i milde til moderate miljøer, ofte bedre end 410 på grund af dets højere chrom- og nikkelindhold. Dens korrosionsbestandighed er dog generelt ikke så god, som 430 i samme tilstand . 430 er velegnet til indendørs armaturer og tør udvendig beklædning, mens 431 er valgt til dele, der kræver styrke i mildt korrosive omgivelser, såsom marine hardware eller kemiske pumpekomponenter.

Hvad er de vigtigste forskelle i bearbejdelighed, svejsbarhed og formbarhed mellem 430 og 431?
430 har fremragende formbarhed og kan let dybtrækkes, bøjes og spindes, svarende til blødt stål. Dens bearbejdelighed er rimelig, men dens svejsbarhed er begrænset; svejsning kan føre til kornvækst og reduceret korrosionsbestandighed i den varme-påvirkede zone. 431 har lavere formbarhed, især i hærdet tilstand, og dens bearbejdelighed er rimelig i udglødet tilstand, men bliver dårlig efter hærdning. Svejsning 431 kræver forvarmning og efter-varmebehandling for at undgå revner og genoprette korrosionsbestandigheden. Til fremstilling, der involverer kompleks dannelse, er 430 at foretrække; til svejsede strukturer med høj-styrke kræver 431 meget mere omhyggelig procedure og termisk styring.

Hvilke faktorer bør som designer eller indkøber diktere valget mellem 430 og 431 rustfrit stål?
Valget bør være drevet af det primære funktionskrav og driftsmiljøet. Vælg 430, når applikationen kræver god korrosionsbestandighed, lave omkostninger og nem formbarhed for ikke-strukturelle dele, såsom dekorative paneler, trim eller apparatinteriør. Vælg 431, når komponenten skal modstå høj mekanisk belastning, slid eller stødbelastning i et mildt korrosivt miljø, såsom i fastgørelsesanordninger, aksler eller ventildele. Overvej altid den samlede livscyklus: hvis delen skal hærdes efter bearbejdning, er 431 nødvendigt; hvis det vil blive svejset og udsat for vejrlig, skal begrænsningerne for begge kvaliteter vurderes omhyggeligt, og et alternativ som 304 eller 316 kan være mere passende.