Lastnosti in uporaba nerjavečega jekla 9Cr18

Nerjaveče jeklo 9Cr18 je martenzitno nerjavno jeklo z visoko vsebnostjo ogljika in kroma. Znan je po visoki trdoti, odpornosti proti obrabi in dobri odpornosti proti koroziji po ustrezni toplotni obdelavi. Tukaj je razčlenitev tega, kar morate vedeti.

1. Kemična sestava nerjavečega jekla 9Cr18

Posebna sestava 9Cr18 mu daje posebne lastnosti. V skladu s standardom GB/T 1220—2007 so tipični razponi (glede na masni odstotek):

• Ogljik (C): 0.90% – 1.00%
• Krom (Cr): 17.00% – 19.00%
• Silicij (Si): ≤0,80%
• Mangan (Mn): ≤0,80%
• Fosfor (P): ≤0,040%
• Žveplo (S): ≤0,030%

Ta razred lahko vidite tudi kot 95Cr18 ali najdete podobne specifikacije v mednarodnih standardih, kot je ASTM A959 (kot 440B) ali JIS G4303 (kot SUS440B). Medtem ko lahko pride do manjših odstopanj v razponih (npr. C: 0,75–0,95%, Cr: 16,00–18,00% za 440B), glavne značilnosti ostajajo dosledne.

Ključna točka: Visoka vsebnost ogljika in kroma zahteva skrbno kontrolo med proizvodnjo za obvladovanje tvorbe karbida in zagotavljanje enotnih lastnosti. To je ključno področje za Aobo Steel.

2. Fizikalne in mehanske lastnosti nerjavečega jekla 9Cr18

2.1 Ključni fizični podatki

• Gostota: Približno 7,7 t/m³
• Modul elastičnosti (E pri 20 °C): 203,89 GPa
• Toplotna prevodnost (λ pri 20°C): 29,3 W/(m·K)
• Specifična toplotna kapaciteta (cₚ pri 20°C): 459,8 J/(kg·K)
• Električna upornost (ρ pri 20 °C): 0,60 × 10⁻⁶ Ω·m
• Koeficient linearne ekspanzije (×10⁻⁶ /°C): Spreminja se glede na temperaturo (npr. 10,5 od 20-100 °C, 11,5 od 20-400 °C)

2.2 Mehanske lastnosti in trdota

Mehanske lastnosti, zlasti trdota, so močno odvisne od uporabljene toplotne obdelave.

1. Trdota (žarjeno): Mehko žarjenje običajno povzroči trdoto ≤255 HBW.
2. Trdota (kaljena): Kaljenje od 1030-1070 °C (nekateri viri določajo 1050-1075 °C) daje trdoto ≥56 HRC, ki lahko doseže do 60,5 HRC, odvisno od natančne temperature.
3. Trdota (kaljena):
   
   • Kaljenje pri 200-300 °C običajno povzroči trdoto 56-60 HRC.
   • Za doseganje najboljšega ravnovesja med trdoto in odpornostjo proti koroziji je pogosto zaželeno kaljenje pri približno 160-200 °C, ki običajno daje trdoto 55-59 HRC.
   • Višje temperature popuščanja (500-600 °C) zmanjšajo trdoto na območje 40-53 HRC, vendar povečajo žilavost.
4. Zdravljenje s prehladom: Uporaba hladne obdelave (npr. -75 °C) po kaljenju lahko poveča trdoto za dodatnih 1-1,5 HRC.

3. Toplotna obdelava nerjavečega jekla 9Cr18

Doseganje želene zmogljivosti 9Cr18 je v veliki meri odvisno od pravilnega toplotna obdelava.

• Mehko žarjenje: Segrejte na 800–840 °C, zadržite, peč ohladite pod 500 °C, nato ohladite na zraku. Ciljna trdota: ≤255 HBW.
• Kaljenje: Segrejte na 1030-1070 °C (ali 1050-1075 °C), nato pogasite olje. Ciljna trdota: ≥56 HRC.
• Kaljenje: Kaljenje glede na zahtevano razmerje med trdoto, žilavostjo in odpornostjo proti koroziji (glejte vrednosti trdote zgoraj). Običajni razponi so 160-300 °C.
• Kritične temperature (približne): Ac1: 830 °C, Ac3: 810 °C, Ms: 145 °C.

4. Odpornost proti koroziji

Kot martenzitno nerjavno jeklo ponuja 9Cr18 dobro odpornost proti koroziji, ki je boljša od jekel tipa Cr17.

• Odporen na atmosfero, vodo in nekatere blage kisline in soli.
• Učinkovitost se v različnih kemičnih medijih (kot so dušikova, ocetna in fosforjeva kislina) razlikuje glede na koncentracijo in temperaturo.
• Kaže dobro odpornost na morsko vodo.
• Za optimalno korozijsko odpornost zahteva struktura vsaj 11-12% kroma, raztopljenega v martenzitu, kar je mogoče doseči z ustrezno toplotno obdelavo.

5. Postopek kovanja

Pravilno kovanje je bistveno za kakovost. Na tem področju imamo bogate izkušnje.

• Začetna temperatura kovanja: 1050-1100°C
• Končna temperatura kovanja: >850 °C
• Hlajenje: Počasno ohlajanje po kovanju (npr. hlajenje v peči) je ključnega pomena za preprečevanje težav. Pomemben je tudi skrben nadzor stopnje ogrevanja.

6. Aplikacije iz nerjavečega jekla 9Cr18

Zaradi kombinacije visoke trdote, odpornosti proti obrabi in odpornosti proti koroziji je 9Cr18 primeren za zahtevne aplikacije:

• Orodja za rezanje: Visokokakovostni noži, kirurški instrumenti in škarje zahtevajo ostre robove in odpornost proti madežem.
• Kalupi: Kalupi za brizganje plastike, zlasti za korozivne smole ali optične dele, ki zahtevajo visoko poliranje in vzdržljivost.
• Ležaji: Kotalni ležaji potrebujejo odpornost proti obrabi in koroziji.
• Sestavine: Gredi, deli črpalk, ventili, pritrdilni elementi in vzmeti, ki delujejo v rahlo korozivnih okoljih ali okoljih z visoko obrabo.

7. Premisleki

• Porazdelitev karbida: Kot že omenjeno, je nadzor nad tvorbo karbida med izdelavo jekla in kovanjem ključnega pomena za dosledno delovanje. Aobo Steel to obvladuje s strogim nadzorom procesa.
• Izdelava kalupov: Zagotovite, da s pravilno toplotno obdelavo dosežete potreben raztopljeni krom za odpornost proti koroziji pri aplikacijah v kalupih. Dodajanje molibdena (kot pri 9Cr18Mo) lahko poveča odpornost proti koroziji in sekundarno utrjevanje, če je to potrebno za specifične visokoogljične aplikacije.
• Površinske izboljšave: Obdelave, kot je implantacija dušikovih ionov, lahko po potrebi dodatno povečajo trdoto površine in odpornost proti obrabi.

Povzetek

9Cr18 je zanesljivo martenzitno nerjavno jeklo, ki ponuja močno kombinacijo trdote, odpornosti proti obrabi in odpornosti proti koroziji. Njegova učinkovitost je odvisna od natančnega nadzora kemične sestave in pravilne toplotne obdelave – področij, kjer izkušnje Aobo Steel zagotavljajo resnično vrednost. Je dobra izbira za orodja, kalupe, ležaje in različne industrijske komponente.