Nehrđajući čelik 410 nasuprot 420: spektar martenzitne tvrdoće

 

Koji su kemijski sastavi, mogućnosti otvrdnjavanja i tipične primjene nehrđajućeg čelika 410 i 420?
Oba su ravnokromni martenzitni čelici, pri čemu 410 sadrži 11,5-13,5% Cr, a 420 12-14% Cr. Definirajuća razlika je ugljik: 410 ima najviše 0,15%, dok 420 ima najmanje 0,15%, obično u rasponu viših. To omogućuje da 420 postigne značajno veću tvrdoću (do HRC 54-56) nakon toplinske obrade u usporedbi s 410 (do HRC 45). 410 koristi se za dijelove opće namjene kao što su pričvršćivači, osovine pumpi i ventili. 420 specificirano je za rezne rubove, kirurške instrumente, plastične kalupe i oštrice noževa gdje je otpornost na trošenje kritična.

Kako razlika u sadržaju ugljika utječe na njihova konačna mehanička svojstva nakon toplinske obrade?
Ugljik je primarni element koji omogućuje stvrdnjavanje martenzita. Više ugljika u 420 dopušta stvaranje većeg volumena tvrdih kromovih karbida tijekom procesa austenitizacije i kaljenja. To rezultira martenzitnom matricom s većom intrinzičnom tvrdoćom i vrhunskom otpornošću na abrazivno trošenje. Međutim, to također smanjuje žilavost. 410, s nižim udjelom ugljika, postiže umjerenu tvrdoću s boljom duktilnošću i otpornošću na udarce. Izbor je izravan kompromis-: 420 za maksimalnu tvrdoću, 410 za bolju žilavost.

U kojim je primjenama kritično odabrati 420 umjesto uobičajenijeg i često jeftinijeg 410?
Odaberite 420 kada primarna funkcija komponente uključuje rezanje, smicanje ili otpornost na abrazivno trošenje. To uključuje profesionalni i potrošački pribor za jelo, skalpele i kirurške škare, industrijske oštrice za rezanje plastike ili tekstila i komponente u strojevima za preradu hrane koji moraju održavati oštar rub. Za primjene poput stabla ventila ili pričvršćivača, gdje su potrebni opća otpornost na koroziju i umjerena čvrstoća, ali nije potrebna ekstremna otpornost na trošenje, 410 je savršeno prikladan i ekonomičniji.

Koja su ključna razmatranja za toplinsku obradu ova dva razreda kako bi se postigla optimalna učinkovitost?
Oba zahtjevaju preciznu toplinsku obradu: austenitizaciju, kaljenje i temperiranje. Za 420, viši ugljik zahtijeva pažljivu kontrolu temperature austenitizacije i vremena za potpuno otapanje karbida bez izazivanja rasta zrna ili zadržavanja austenita. Njegov raspon kaljenja mora biti pažljivo odabran kako bi se postigla željena ravnoteža tvrdoće i žilavosti. 410 tretman je općenito lakši. Oba stupnja su osjetljiva na dekarburizaciju, pa se za kritične dijelove preporučuje kontrolirana atmosfera ili toplinska obrada pod vakuumom kako bi se osigurala potpuno tvrda površina.

Koju konačnu smjernicu treba slijediti kupac ili dizajner pri odabiru između ovih martenzitnih razreda?
Neka primarni funkcionalni zahtjev diktira izbor. Pitajte: Treba li ovaj dio prije svega ostati oštar ili otporan na habanje? Ako da, odaberite 420 i odredite potrebnu tvrdoću. Je li potreba za dobrom otpornošću na koroziju, umjerenom čvrstoćom i boljom otpornošću na udarce važnija? Ako je tako, 410 je prikladan izbor. Uvijek uzmite u obzir cjelokupno okruženje: veća tvrdoća 420 može doći s blagim smanjenjem opće otpornosti na koroziju u usporedbi s 410. Za zavarene proizvode, imajte na umu da oba razreda zahtijevaju toplinsku obradu prije- i poslije-zavarivanja.