Właściwości i zastosowania stali nierdzewnej 9Cr18

Stal nierdzewna 9Cr18 to wysokowęglowa, wysokochromowa martenzytyczna stal nierdzewna. Jest znana ze swojej wysokiej twardości, odporności na zużycie i dobrej odporności na korozję po odpowiedniej obróbce cieplnej. Oto zestawienie tego, co musisz wiedzieć.

1. Skład chemiczny stali nierdzewnej 9Cr18

Specyficzny skład 9Cr18 nadaje mu wyjątkowe właściwości. Zgodnie z normą GB/T 1220—2007 typowe zakresy (według procentu wagowego) to:

• Węgiel (C): 0.90% – 1.00%
• Chrom (Cr): 17.00% – 19.00%
• Krzem (Si): ≤0,80%
• Mangan (Mn): ≤0,80%
• Fosfor (P): ≤0,040%
• Siarka (S): ≤0,030%

Możesz również zobaczyć ten gatunek określany jako 95Cr18 lub znaleźć podobne specyfikacje w międzynarodowych normach, takich jak ASTM A959 (jako 440B) lub JIS G4303 (jako SUS440B). Podczas gdy mogą występować niewielkie różnice w zakresach (np. C: 0,75-0,95%, Cr: 16,00-18,00% dla 440B), podstawowe cechy pozostają spójne.

Kluczowa kwestia: Wysoka zawartość węgla i chromu wymaga starannej kontroli podczas produkcji, aby zarządzać tworzeniem się węglików i zapewnić jednolite właściwości. Jest to kluczowy obszar zainteresowania Aobo Steel.

2. Właściwości fizyczne i mechaniczne stali nierdzewnej 9Cr18

2.1 Kluczowe dane fizyczne

• Gęstość: Około 7,7 t/m³
• Moduł sprężystości (E w temp. 20°C): 203,89 GPa
• Przewodność cieplna (λ w temp. 20°C): 29,3 W/(mK)
• Ciepło właściwe (cₚ w temp. 20°C): 459,8 J/(kg·K)
• Rezystywność elektryczna (ρ w temp. 20°C): 0,60 × 10⁻⁶Ω·m
• Współczynnik rozszerzalności liniowej (×10⁻⁶ /°C): Zmienia się w zależności od temperatury (np. 10,5 w zakresie 20–100°C, 11,5 w zakresie 20–400°C)

2.2 Właściwości mechaniczne i twardość

Właściwości mechaniczne, a zwłaszcza twardość, zależą w dużym stopniu od zastosowanej obróbki cieplnej.

1. Twardość (wyżarzana): Wyżarzanie zmiękczające zwykle daje twardość ≤255 HBW.
2. Twardość (po hartowaniu): Hartowanie w temperaturze 1030–1070°C (niektóre źródła podają 1050–1075°C) skutkuje twardością ≥56 HRC, która w zależności od dokładnej temperatury może sięgać nawet 60,5 HRC.
3. Twardość (hartowana):
   
   • Hartowanie w temperaturze 200–300°C daje zazwyczaj twardość wynoszącą 56–60 HRC.
   • Odpuszczanie w temperaturze ok. 160–200°C jest często preferowane w celu uzyskania najlepszej równowagi między twardością a odpornością na korozję, co zwykle daje twardość na poziomie 55–59 HRC.
   • Wyższe temperatury odpuszczania (500-600°C) zmniejszają twardość do zakresu 40-53 HRC, lecz zwiększają wytrzymałość.
4. Leczenie zimnem: Zastosowanie obróbki na zimno (np. -75°C) po hartowaniu może zwiększyć twardość o kolejne 1-1,5 HRC.

3. Obróbka cieplna stali nierdzewnej 9Cr18

Osiągnięcie oczekiwanych osiągów 9Cr18 w dużej mierze zależy od prawidłowego obróbka cieplna.

• Wyżarzanie miękkie: Podgrzać do 800-840°C, utrzymać, schłodzić w piecu do temperatury poniżej 500°C, następnie schłodzić na powietrzu. Docelowa twardość: ≤255 HBW.
• Gaszenie: Podgrzać do 1030-1070°C (lub 1050-1075°C), następnie hartować w oleju. Docelowa twardość: ≥56 HRC.
• Ruszenie: Hartować zgodnie z wymaganą równowagą twardości, wytrzymałości i odporności na korozję (patrz wartości twardości powyżej). Typowe zakresy to 160-300°C.
• Temperatury krytyczne (przybliżone): Ac1: 830°C, Ac3: 810°C, Ms: 145°C.

4. Odporność na korozję

Jako stal nierdzewna martenzytyczna, 9Cr18 charakteryzuje się dobrą odpornością na korozję, lepszą niż stale typu Cr17.

• Odporne na działanie warunków atmosferycznych, wody oraz niektórych łagodnych kwasów i soli.
• Wydajność różni się w zależności od stężenia i temperatury w różnych mediach chemicznych (takich jak kwas azotowy, octowy i fosforowy).
• Wykazuje dobrą odporność na działanie wody morskiej.
• Aby uzyskać optymalną odporność na korozję, struktura wymaga rozpuszczenia w martenzycie co najmniej 11-12% chromu, co można uzyskać poprzez odpowiednią obróbkę cieplną.

5. Proces kucia

Prawidłowe kucie jest niezbędne dla jakości. Mamy duże doświadczenie w tej dziedzinie.

• Początkowa temperatura kucia: 1050-1100°C
• Końcowa temperatura kucia: >850°C
• Chłodzenie: Powolne chłodzenie po kuciu (np. chłodzenie pieca) jest kluczowe, aby zapobiec problemom. Ważne jest również dokładne kontrolowanie szybkości nagrzewania.

6. Zastosowania stali nierdzewnej 9Cr18

Połączenie wysokiej twardości, odporności na zużycie i korozję sprawia, że stal 9Cr18 nadaje się do wymagających zastosowań:

• Narzędzia tnące: Wysokiej jakości noże, narzędzia chirurgiczne i nożyczki muszą mieć ostre krawędzie i być odporne na plamy.
• Formy: Formy wtryskowe do tworzyw sztucznych, szczególnie do żywic żrących lub części optycznych wymagających wysokiego połysku i trwałości.
• Namiar: Łożyska toczne muszą być odporne na zużycie i korozję.
• Składniki: Wały, części pomp, zawory, elementy mocujące i sprężyny pracujące w środowiskach o niskiej korozji lub dużym zużyciu.

7. Rozważania

• Dystrybucja węglika: Jak wspomniano, kontrolowanie formowania węglika podczas produkcji stali i kucia jest kluczowe dla uzyskania spójnej wydajności. Aobo Steel zarządza tym poprzez ścisłą kontrolę procesu.
• Wykonywanie form: Upewnij się, że odpowiednia obróbka cieplna osiąga niezbędny rozpuszczony chrom dla odporności na korozję w zastosowaniach form. Dodanie molibdenu (jak w 9Cr18Mo) może zwiększyć odporność na korozję i wtórne utwardzanie, jeśli jest to konieczne w przypadku określonych zastosowań wysokowęglowych.
• Ulepszenia powierzchni: W razie potrzeby zabiegi takie jak implantacja jonów azotu mogą dodatkowo zwiększyć twardość powierzchni i odporność na zużycie.

Streszczenie

9Cr18 to niezawodna martenzytyczna stal nierdzewna oferująca silne połączenie twardości, odporności na zużycie i odporności na korozję. Jej wydajność opiera się na precyzyjnej kontroli składu chemicznego i właściwej obróbce cieplnej – obszarach, w których doświadczenie Aobo Steel zapewnia prawdziwą wartość. To solidny wybór do narzędzi, form, łożysk i różnych komponentów przemysłowych.