เหล็กกล้าไร้สนิม 410 กับ 431: เกรดมาร์เทนซิติกเพื่อความแข็งแรงและการกัดกร่อน

 

องค์ประกอบทางเคมี สมบัติทางกล และการใช้งานเบื้องต้นของสเตนเลส 410 และ 431 คืออะไร
เกรด 410 (UNS S41000) เป็นเหล็กกล้าโครเมียมมาร์เทนซิติกพื้นฐาน 12% ที่ไม่มีนิกเกิล เกรด 431 (UNS S43100) มีโครเมียมสูงกว่า (15-17%) และเพิ่มนิกเกิล 1.25-2.50% ทั้งสองชนิดสามารถผ่านกรรมวิธีทางความร้อนให้มีความแข็งแรงสูงได้ แต่ 431 ให้ความเหนียวที่ดีกว่าที่ระดับความแข็งใกล้เคียงกัน. 410 มีการใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับมีด วาล์ว ชิ้นส่วนปั๊ม และตัวยึดในสภาพแวดล้อมที่ไม่รุนแรง. 431 ได้รับการระบุไว้สำหรับการใช้งานที่สำคัญกว่า เช่น อุปกรณ์ทางทะเล ส่วนประกอบการบินและอวกาศ เพลาปั๊ม และตัวยึดที่ต้องการความแข็งแรงสูงกว่าและทนต่อการกัดกร่อนได้ดีขึ้น

การเติมนิกเกิลใน 431 ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพมากกว่า 410 ได้อย่างไร
นิกเกิลปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคของ 431 ส่งเสริมโครงสร้างมาร์เทนไซต์ที่มีอุณหภูมิมากขึ้นหลังการอบชุบด้วยความร้อน ส่งผลให้มีความเหนียวและความเหนียวในการรับแรงกระแทกดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญที่ระดับความแข็งเท่ากันเมื่อเทียบกับ 410 ปริมาณโครเมียมและนิกเกิลที่สูงขึ้นยังสร้างชั้นพาสซีฟออกไซด์ที่แข็งแกร่งและยึดเกาะได้มากขึ้น ซึ่งปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบรรยากาศทางทะเลหรืออุตสาหกรรม ทำให้ 431 มีโอกาสเกิดการแตกหักเปราะน้อยลงภายใต้การรับแรงกระแทก และมีความทนทานต่อการกัดกร่อนมากขึ้น

อะไรคือความแตกต่างที่สำคัญในการตอบสนองต่อการบำบัดด้วยความร้อนและความแข็งที่ทำได้?
เกรดทั้งสองได้รับการชุบแข็งโดยออสเทนไนต์ การชุบแข็ง และการแบ่งเบาบรรเทา. 410 โดยทั่วไปแล้วจะได้ความแข็งสูงสุดประมาณ HRC 45 ซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานที่สึกหรอหลายประเภท. 431 สามารถเข้าถึงระดับความแข็งที่ใกล้เคียงกันหรือสูงกว่าเล็กน้อย แต่มีช่วงการอบคืนตัวที่กว้างกว่ามาก ซึ่งช่วยให้ปรับความแข็งแกร่งและความเหนียวได้ดียิ่งขึ้น เนื่องจากมีโลหะผสมที่สูงกว่า 431 จึงมีความสามารถในการชุบแข็งได้ดีกว่าเล็กน้อย ซึ่งหมายความว่าสามารถผ่านการชุบแข็งในส่วนที่หนาได้-ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า 410

แอปพลิเคชันใดที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในการระบุ 431 ที่มีราคาแพงกว่า 410
ระบุ 431 เมื่อส่วนประกอบเผชิญกับความเครียดเชิงกลและสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรวมกัน การใช้งานที่สำคัญได้แก่ตัวยึดและเพลาที่มีความแข็งแรงสูง-ในอุปกรณ์แปรรูปทางทะเลหรือทางเคมี ใบพัดกังหัน และส่วนประกอบในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ หากชิ้นส่วนต้องการความต้านทานที่ดีต่อการกระแทกหรือแรงกระแทกในบรรยากาศที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ความเหนียวที่เหนือกว่าของ 431 ทำให้เป็นตัวเลือกที่จำเป็น สำหรับการใช้งานที่ไม่-วิกฤต แห้ง หรือมีการกัดกร่อนเล็กน้อยซึ่งมีต้นทุนเป็นสำคัญ 410 ยังคงเพียงพอ

ผู้ผลิตและผู้ซื้อควรพิจารณาอะไรในการเชื่อมและจัดหาเกรดเหล่านี้
ทั้งสองเกรดจำเป็นต้องให้ความร้อนก่อนและหลัง-การเชื่อมเพื่อต้านทานการกัดกร่อน และป้องกันการแตกร้าวในบริเวณ-ที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน การเชื่อม 431 อาจต้องมีการควบคุมขั้นตอนอย่างระมัดระวังมากขึ้นเนื่องจากมีความสามารถในการชุบแข็งสูงกว่า ผู้ซื้อควรระบุเกรดที่แน่นอนและเงื่อนไขการอบชุบ-ที่ต้องการ (ความแข็งแบบเทมเปอร์) สำหรับ 431 การตรวจสอบปริมาณนิกเกิลบนใบรับรองโรงสีถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพตามที่คาดหวัง แม้ว่า 431 จะมีต้นทุนเริ่มต้นที่สูงกว่า แต่อายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยมักจะส่งผลให้ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของลดลง