الفولاذ المقاوم للصدأ 420: الخصائص والتطبيقات

الفولاذ المقاوم للصدأ 420 مادة متعددة الاستخدامات، معروفة بصلابتها ومقاومتها للتآكل. فهم خصائصها أساسي لتحديد مدى ملاءمتها لتطبيقك. في Aobo Steel، بخبرتنا الواسعة في مجال فولاذ الأدوات، يمكننا مساعدتك في تقييم مدى ملاءمتها.

1. تكوين الفولاذ 420

ينتمي الفولاذ 420 إلى الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي عائلة الفولاذ. هذا يعني أنه يمكن تحويل بنيته الدقيقة بالمعالجة الحرارية لتحقيق صلابة ومتانة عاليتين. ومثل الدرجات المارتنسيتية الأخرى، يتميز الفولاذ 420 بخاصية المغناطيسية.

2. الخصائص الرئيسية للفولاذ المقاوم للصدأ 420

• الصلابة ومقاومة التآكل. أحد المزايا الرئيسية للفولاذ 420 هو قدرته على تحقيق صلابة عالية بعد المعالجة الحرارية المناسبة، والتي تصل عادةً إلى 46–52 قانون حقوق الإنسانتوفر هذه الصلابة مقاومة جيدة للتآكل والتلف.
• مقاومة التآكل. يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ 420 بمقاومة ممتازة للتآكل في البيئات الجوية المعتدلة، المنزلية والصناعية. ويشكل محتواه من الكروم طبقةً عازلةً تحمي السطح.
• قابلية التلميع. يتميز هذا الصنف بقدرة ممتازة على التلميع، مما يجعله الخيار المفضل للتطبيقات التي تتطلب تشطيب سطح عالي الجودة، مثل قوالب حقن البلاستيك والمكونات البصرية.
• اعتبارات المتانة وقابلية اللحام. في حين أن محتوى الكربون يعزز الصلابة، فإنه يقلل بالتالي من المتانة مقارنةً بالدرجات منخفضة الكربون. كما أنه يجعل لحام الفولاذ 420 تحديإذا كان اللحام ضروريًا، فغالبًا ما يتطلب الأمر تسخينًا مسبقًا ومعالجات حرارية مكثفة بعد اللحام (مثل التلدين) لمنع التشقق. يمكن النظر في استخدام معادن حشو متخصصة (مثل ERNiCr-3)، مع أن ذلك قد يؤثر على المتانة والصلابة النهائية لمنطقة اللحام.
• قابلية التصنيع. في حالته المُلدَّنة، يُوفِّر الفولاذ 420 قابلية تشغيل جيدة. للتطبيقات التي تتطلب تشغيلًا أكثر تعقيدًا، يتوفر خيار تشغيل حر، النوع 420F متوفر (مع إضافة الكبريت). يُرجى ملاحظة أن إضافة الكبريت قد تُقلل قليلاً من صلابة الشق.

3. المعالجة الحرارية

يُعد فهم المعالجة الحرارية للفولاذ المقاوم للصدأ 420 أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الخصائص الميكانيكية المحددة المطلوبة لتطبيقاتك. في شركة Aobo Steel، بخبرة تزيد عن عقدين في مجال فولاذ الأدوات والسبائك، ندرك أن التحكم الدقيق أثناء المعالجة الحرارية يُطلق العنان لإمكانات هذه المادة. يوضح هذا الدليل العمليات الرئيسية.

3.1 التلدين للفولاذ 420

إذا كانت عملية التصنيع الخاصة بك تتطلب تليين الفولاذ 420 لتحسين قابلية التصنيع أو التشكيل، فإن التلدين هو الخطوة الأولى الضرورية.

إجراء التلدين

1. التدفئة: قم بتسخين الفولاذ ببطء حتى يصل إلى 1450 درجة فهرنهايت (788 درجة مئوية).
2. النقع: تأكد من أن الفولاذ ينقع جيدًا في هذه درجة الحرارة للحصول على بنية داخلية موحدة.
3. تبريد: التبريد البطيء ضروريٌّ للنعومة. يُنصح بتبريد الفولاذ بسرعة تتراوح بين ١٤ درجة مئوية (٢٥ درجة فهرنهايت) في الساعة حتى ٤٨٢ درجة مئوية (٩٠٠ درجة فهرنهايت). بعد ذلك، يُمكن تبريد الفولاذ بالهواء إلى درجة حرارة الغرفة.
4. نتيجة: تؤدي هذه العملية عادة إلى الحصول على صلابة قصوى تبلغ 221 HB.

ملاحظة هامة: لمنع إزالة الكربون (فقدان الكربون من السطح)، قم بإجراء عملية التلدين في جو محايد متحكم فيه، أو في الفراغ، أو في فرن الملح المحايد.

3.2 تقوية الفولاذ 420

تُعد المعالجة الحرارية للتصلب ضرورية لتحقيق أقصى قدر من المتانة ومقاومة التآكل المتأصلة في فولاذ 420. تتضمن هذه المعالجة الأوستنيتية، يليها الإخماد.

الأوستنيت

1. التدفئة: قم بتسخين الفولاذ إلى درجة حرارة تتراوح بين 1750–1850 درجة فهرنهايت (954–1010 درجة مئوية).
2. النقع: انقع جيدًا في درجة حرارة مناسبة لضمان تحوله الكامل إلى أوستينيت. المدة المرجعية العامة للسمك هي ٣٠ دقيقة لكل بوصة (١٫٢ دقيقة لكل ملم). استخدم الحد الأعلى من نطاق درجة الحرارة للحصول على أقصى قدر من الصلابة ومقاومة التآكل.
3. أَجواء: لتقليل مخاطر إزالة الكربون في درجات الحرارة المرتفعة هذه، استخدم جوًا محايدًا خاضعًا للرقابة، أو فراغًا، أو فرن ملح محايد.

إخماد

1. غاية: يؤدي التبريد السريع إلى تحويل الأوستينيت إلى مارتنسيت صلب.
2. طُرق:

1. تبريد الهواء: يُفضّل للأشكال المعقدة لتقليل التشوهات وخطر التشقق. يُبرّد في الهواء حتى حوالي 66 درجة مئوية (150 درجة فهرنهايت).
2. تبريد الزيت: يمكن استخدامه للحصول على صلابة أعلى إذا كان تصميم القطعة يسمح بذلك. يُطهى في الزيت حتى درجة حرارة تتراوح بين 66 و93 درجة مئوية (150-200 درجة فهرنهايت).
   
   3. الخطوة التالية الحاسمة: خفف الفولاذ في الحال بعد الإخماد لتخفيف الضغوط الداخلية في المارتنسيت.

3.3 تقسية الفولاذ 420

التلطيف خطوة إلزامية بعد التصلب. فهو يقلل الهشاشة، ويخفف الضغط الناتج عن التبريد، ويسمح بضبط التوازن بين الصلابة والمتانة.

إجراءات التلطيف

1. الدورات: يتطلب عادة مزاجًا مزدوجًا؛ وقد تتطلب التطبيقات الصعبة مزاجًا ثلاثيًا.
2. عملية: لكل دورة، قم بتسخينه إلى درجة الحرارة المطلوبة، ثم انقعه، ثم قم بتبريده بالهواء إلى درجة حرارة الغرفة.
3. وقت النقع: مدة نقع قياسية لكل سمك هي ساعتان لكل بوصة (4.7 دقيقة لكل ملم). تأكد من تبريد الهواء إلى درجة حرارة الغرفة بين الدورات.

اختيار درجة حرارة التلطيف

• الاستخدام العام: يوصى بدرجة حرارة لا تقل عن 400 درجة فهرنهايت (204 درجة مئوية).
• منطقة تجنب حرجة: لا تقم بتسخينه بين 800 درجة فهرنهايت (427 درجة مئوية) و1100 درجة فهرنهايت (593 درجة مئوية). التلطيف في هذا النطاق يسبب هشاشة المزاج، مما يقلل بشكل كبير من قوة التأثير ومقاومة التآكل.
• صلابة أعلى: يؤدي التلطيف عند 1100 درجة فهرنهايت (593 درجة مئوية) أو أعلى إلى استعادة قوة التأثير ومقاومة التآكل ولكنه يقلل من الصلابة.
• صلابة أعلى (أعلى من 50 HRC): يمكن استخدام درجات حرارة أقل (حوالي 482 درجة فهرنهايت / 250 درجة مئوية) أو درجات حرارة أعلى (حوالي 932 درجة فهرنهايت / 500 درجة مئوية).
• اعتبارات مقاومة التآكل: قد يؤدي التلطيف عند درجات حرارة أعلى (حوالي 932 درجة فهرنهايت / 500 درجة مئوية) إلى ترسيب كربيدات الكروم، مما قد يقلل من مقاومة التآكل. غالبًا ما تُفضل درجات حرارة التلطيف المنخفضة للفولاذ 420 للحصول على أفضل مزيج من الصلابة العالية. و مقاومة التآكل.

3.4 فولاذ 420 لتخفيف التوتر

يمكن لدورة تخفيف الضغط أن تقلل التشوه أثناء عملية التصلب اللاحقة إذا خضعت أجزاء الفولاذ 420 لعملية تشكيل أو تقويم أو تشغيل كبيرة قبل التصلب.

إجراء تخفيف الإجهاد (مادة غير صلبة)

1. التدفئة: حرارة منخفضة تصل إلى حوالي 1250 درجة فهرنهايت (677 درجة مئوية).
2. النقع: نقع لمدة ساعتين تقريبًا لكل بوصة (4.7 دقيقة لكل ملم) من السمك.
3. تبريد: تبريد بطيء (تبريد بالفرن إذا أمكن) إلى درجة حرارة الغرفة.

ملحوظة: إذا كان تخفيف التوتر متصلب المواد، يجب أن تكون درجة حرارة تخفيف الإجهاد لا تتجاوز درجة الحرارة النهائية المستخدمة للتلطيف.

4. التطبيقات الشائعة للفولاذ 420

بفضل توازن خصائصه، يتم استخدام الفولاذ 420 في العديد من الصناعات:

• أدوات المائدة: السكاكين، سكاكين الجيب، الشفرات الجراحية.
• أدوات: الأدوات اليدوية والأدوات الجراحية وطب الأسنان.
• القوالب: قوالب حقن بلاستيكية، خاصةً للراتنجات المسببة للتآكل مثل كلوريد البوليفينيل (PVC)، أو حيث يتطلب الأمر تلميعًا عاليًا. كما يمكن استخدامها لإصلاح أنواع معينة من فولاذ أدوات القوالب.
• الصمامات والمكونات: أجزاء الصمامات والفوهات والأعمدة والتروس التي تتطلب مقاومة معتدلة للتآكل وقوة عالية.

5. الدرجات المكافئة والتوافر

قد تجد الفولاذ 420 أو درجات مماثلة وفقًا للمعايير الدولية المختلفة:

• JIS (اليابان):SUS420J1، SUS420J2
• DIN (ألمانيا):4021، 1.4028، 1.2083 (X42Cr13 - يستخدم غالبًا للقوالب)

يمكن لشركة Aobo Steel توريد الفولاذ 420 بأشكال مختلفة، بما في ذلك القضبان والألواح والصفائح، لتلبية متطلباتك المحددة.