Stal nierdzewna 420 | 1.2083 | 2Cr13

4. Obróbka cieplna

Stale nierdzewne martenzytyczne, w tym stal nierdzewna 420, są hartowane przez podgrzewanie powyżej temperatury transformacji, aby uzyskać w pełni austenityczną strukturę, a następnie szybkie chłodzenie w oleju lub powietrzu. Mają niską przewodność cieplną, co może prowadzić do nierównomiernego nagrzewania podczas szybkiego nagrzewania lub hartowania, co powoduje odkształcenia, wypaczenia lub pęknięcia. Dlatego zdecydowanie zalecamy wstępne podgrzewanie.

Obróbka cieplna obejmuje austenityzację, hartowanie, a następnie odpuszczanie w celu optymalizacji właściwości mechanicznych, szczególnie ciągliwości i wytrzymałości.

4.1 Hartowanie (austenityzowanie)

Temperatura hartowania stali 420 wynosi 975 °C do 1075 °C (1787 °F do 1967 °F), choć niektóre źródła podają 954 °C do 1010 °C (1750 °F do 1850 °F). Jednak, w oparciu o nasze doświadczenie, pierwszy zakres jest bardziej odpowiedni.

Czas namaczania wynosi zazwyczaj około 30 minut na cal (1,2 minuty na milimetr) grubości w temperaturze hartowania.

Aby zapobiec odwęgleniu, stal nierdzewną 420 należy hartować w kontrolowanej atmosferze neutralnej, w próżni lub w środowisku pieca z obojętnymi solami.

4.2 Gaszenie

W przypadku skomplikowanych lub nieregularnych kształtów elementów zalecamy hartowanie w powietrzu, aby zminimalizować odkształcenia i zmniejszyć ryzyko pękania. Jeśli wymagana jest większa twardość, wybieramy hartowanie w oleju. Proces hartowania obejmuje chłodzenie materiału do 66 °C (150 °F) po schłodzeniu na powietrzu lub 66-93 °C (150-200 °F) po schłodzeniu olejem. Należy pamiętać, że obróbkę odpuszczania należy wykonać bezpośrednio po hartowaniu.

4.3 Odpuszczanie

Odpuszczanie można poprawić wytrzymałość i wytrzymałość stali 420 oraz dostosować jej twardość. Materiał ze stali 420 musi zostać poddany co najmniej dwa cykle hartowanialub nawet trzy. W przypadku większości zastosowań minimalna temperatura odpuszczania wynosi 204°C (400°F)Czas namaczania wynosi 2 godziny na cal (4,7 minuty na milimetr) grubości w określonej temperaturze. Pomiędzy każdym cyklem odpuszczania należy pozwolić częściom ostygnąć naturalnie do temperatury pokojowej.

Wpływ temperatury odpuszczania na właściwości:

1. Twardość po różnych temperaturach odpuszczaniaTwardość stali nierdzewnej 420 wynosi: minimum 52 HRC w temperaturze 149 °C (300 °F), minimum 50 HRC w temperaturze 204 °C (400 °F) i minimum 48 HRC w temperaturze 316 °C (600 °F).
2. Odpuszczanie kruchości i odporność na korozjęe: Stal 420 charakteryzuje się kruchością odpuszczania. NIE hartować w temperaturach POWYŻEJ 427°C (800°F), ponieważ ten zakres temperatur może skutkować znacznym spadkiem wytrzymałości na uderzenia i odporności na korozję. To zmniejszenie przypisuje się wytrącaniu grubszych węglików chromu (Cr23C6), które mogą tworzyć obszary zubożone w chrom wokół węglików. Ten negatywny efekt znika, gdy temperatura odpuszczania wynosi 593 °C (1100 °F) lub więcej. Uważa się, że w temperaturach powyżej 600 °C dyfuzja chromu „leczy” te zubożone strefy, przywracając odporność na korozję. W tym zakresie temperatur wytrzymałość 420 wzrasta, ale jego twardość maleje.

4.4 Odprężający (materiał nieutwardzony)

W przypadku nieutwardzonych części ze stali nierdzewnej 420 odprężanie można przeprowadzić poprzez powolne podgrzewanie do 677 °C (1250 °F) i moczenie przez 2 godziny na każdy cal grubości, a następnie powoli schłodzić w piecu do temperatury pokojowej.

[Źródło: Leed, RM (2007). Narzędzie do rozwiązywania problemów z produkcją narzędzi i matryc.Stowarzyszenie Inżynierów Produkcji.]