Нержавіюча сталь SUS431: склад, термічна обробка та застосування

SUS431 — це мартенситна нержавіюча сталь, визначена в JIS G4303 для прутків, яка поєднує високу міцність із кращою стійкістю до корозії та міцністю, ніж звичайні хромові мартенситні марки. Його визначальною особливістю є навмисне додавання нікелю: від 1,25 до 2,50 відсотка нікелю стабілізує аустеніт під час термічної обробки, забезпечує повне мартенситне перетворення під час загартування та покращує пасивний оксидний шар.

Ідентичність класу та стандартні еквіваленти

SUS431 відповідає UNS S43100, AISI Type 431 і EN 1.4057 із назвою сталі X17CrNi16-2 за європейськими стандартами. Китайський еквівалент відповідно до GB/T 1220 — 1Cr17Ni2. Зауважте, що EN 1.4542 є іншою маркою: це сталь дисперсійного зміцнення X5CrNiCuNb16-4, яка часто описується як 17-4 PH, і не є заміною для 431. Форми продукції охоплюються JIS G4303 для прутів, ASTM A276 і A479 для прутка та фасонних виробів і ASTM A240 для плити.

Хімічний склад відповідно до JIS G4303

елемент	Вміст (мас.%)
Карбон, макс	0.20
Кремній, макс	1.00
Марганець, макс	1.00
Фосфор, макс	0.040
Сірка, макс	0.030
Хром	15.00–17.00
Нікель	1.25–2.50
Залізо	Баланс

Термічна обробка та механічні властивості

Сорт постачається відпаленим для механічної обробки, потім загартованим і відпущеним для експлуатації. Відпал проводиться при температурі 680-700 С з повітряним охолодженням. Загартування полягає в аустенітизації при 950-1050 C з подальшим загартуванням в маслі, що дає мартенсит із прийнятним викривленням.

Мінімальні-і-загартування відповідно до JIS G4303:

Власність	Значення
Міцність на розрив, хв (МПа)	1080
0,2% напруга випробування, хв (МПа)	860
Подовження, хв (%)	10
Енергія удару, хв (Дж)	39
Твердість, максимальна (НВ), загартована і відпущена	302
Твердість, не більше (НВ), відпал	285

Температура відпустки контролює баланс-міцності та в’язкості. Низький відпуск близько 200-350 C зберігає майже максимальну міцність; високий відпуск близько 600 C відновлює в'язкість і пластичність при зниженій міцності. Загартування в середньому діапазоні, приблизно 400-550 C, зазвичай уникають, оскільки це може знизити корозійну стійкість і ударну в'язкість.

Стійкість до корозії та її межі

Нікель покращує щільність і адгезію оксидної плівки, тому SUS431 краще протистоїть помірній атмосферній корозії, прісній воді, дорожній солі та розведеним органічним кислотам, ніж мартенситні сорти,-які не містять нікелю. Він не підходить для занурення в морську воду, сильних хлоридів або окислюючих кислот. У загартованому стані його корозійна стійкість дещо нижча, ніж у відпаленому стані, і деталі, які потребують найкращих корозійних характеристик, повинні бути низько відпущені та пасивовані після механічної обробки.

Зварювання та виготовлення

SUS431 можна зварювати, якщо компонент зварено до остаточного затвердіння. Попередньо нагрійте при 150-200 C, щоб уникнути холодного розтріскування, використовуйте аустенітний наповнювач типу 431- або 309-, де пластичність має значення, і відпустіть при 200-300 C після зварювання, щоб зменшити залишкову напругу. Зварювання після остаточної термічної обробки розм’якшує зону термічного впливу, і його слід уникати для несучих з’єднань. Для аерокосмічних і критично важливих для безпеки кріплень неруйнівний контроль є стандартною практикою після остаточної термообробки.

Типове застосування включає високо{0}}кріпильні елементи та шпильки, вали насосів і штоки клапанів, лопаті турбін, гребні вали, шпинделі-верстатів, компоненти підвіски та рульового керування, а також загартоване кріплення, яке повинно протистояти легкій корозії.

FAQ

Чи SUS431 те саме, що AISI 431?

так SUS431 — позначення JIS; AISI 431 і UNS S43100 є еквівалентними американськими позначеннями для того самого складу.

Яке правильне європейське позначення 431?

EN 1.4057 з назвою сталі X17CrNi16-2. EN 1.4542, який іноді цитується як еквівалент, насправді є класом дисперсійного зміцнення X5CrNiCuNb16-4 і не повинен використовуватися як заміна.

Чи можна використовувати SUS431 у морському середовищі?

Лише за помірного впливу, наприклад прибережного-повітря без бризок або час від часу дорожньої солі. Постійне занурення в морську воду викликає точкову та щілинну корозію; використовуйте 316, дуплекс або супер-аустеніт для цього обов’язку.

Яку температуру гарту вибрати?

Для досягнення максимальної міцності відпустіть при 200-350 C. Для міцності відпустіть близько 600 C і погодьтеся на зниження міцності. Уникайте діапазону 400-550 C, де корозійна стійкість і ударна в’язкість можуть погіршитися.

Чи є SUS431 магнітним?

так Як мартенситний сорт, він є сильним магнітним за будь-яких умов, що корисно для магнітного контролю та застосувань, які вимагають магнітного відгуку.

Як SUS431 порівнюється з SUS304?

SUS431 забезпечує приблизно вдвічі більшу міцність на розрив, ніж відпалений SUS304, але нижчу пластичність і значно нижчу стійкість до корозії в хлоридах. SUS304 є аустенітним, не-магнітним і піддається формуванню; SUS431 є інженерним вибором, коли міцність і зносостійкість домінують, а середовище м’яке.