1. Zavedení
1.4122, běžně se na něj odkazuje jeho evropské označení X39CrMo17-1, je martenzitická chromová nerezová ocel navržená tak, aby dodávala směs tvrdost, odolnost proti opotřebení a přiměřený korozní výkon.
Zaujímá praktický střed mezi nástrojovými oceli a nerezovými třídami odolnými proti korozi: vytvrditelné tepelným zpracováním na vysokou pevnost a odolnost proti oděru, přesto nabízí lepší odolnost proti korozi než mnoho uhlíkových ocelí.
2. Co je 1.4122 Nerez
1.4122 (také volal X39CrMo17-1) je a martenzitický chrom nerez — vytvrditelný, magnetická nerezová třída navržená tak, aby poskytovala rovnováhu vysoká tvrdost/odolnost proti opotřebení a Mírná odolnost proti korozi.
Inženýři si vybírají 1.4122 pro komponenty, které vyžadují ostré hrany a odolné řezné plochy (Příbory), přesné hřídele a vřetena, opotřebitelné díly a některé součásti ventilů nebo čerpadla kde je dostatečná střední odolnost proti korozi.
Liší se od austenitických nerezových ocelí (NAPŘ., 304) které jsou nemagnetické a vysoce odolné proti korozi, a z feritických jakostí, které nelze kalit kalením;
1.4122určujícím znakem je jeho martenzitická mikrostruktura po kalení, který vytváří vysokou tvrdost a pevnost.
3. Chemické složení 1.4122 Nerez
Níže je čistý, profesionální tabulka zobrazující rozsahy chemického složení pro 1.4122 (X39CrMo17-1) nerezová ocel spolu se stručným, inženýrsky zaměřený popis role každého prvku v této slitině.
| Živel | Rozsah (WT%) | Primární role(s) — stručné |
| C (Uhlík) | 0.33–0,45 | Hlavní tvrdidlo — zvyšuje martenzitovou tvrdost a odolnost proti opotřebení; snižuje houževnatost a svařitelnost na vysokých úrovních. |
| Cr (Chromium) | 16.5–17.5 | Poskytuje korozní pasivitu a přispívá k prokalitelnosti a tvorbě karbidů. |
| Mo (Molybden) | 0.80–1.30 | Zlepšuje kalitelnost, pevnost a odolnost vůči lokální korozi. |
| V (Nikl) | ≤1,00 | Drobná pomůcka při houževnatosti; udržována nízká, aby se zachovala martenzitická odezva. |
| Mn (Mangan) | ≤1,50 | Dezoxidátor a prostředek pro mírné kalení. |
A (Křemík) |
≤1,00 | Deoxidátor a mírný posilovač v pevném roztoku. |
| Str (Fosfor) | ≤0,04 | Nečistota – udržujte ji na nízké úrovni, aby nedošlo ke zkřehnutí a ztrátě únavy. |
| S (Síra) | ≤0,015 | Minimalizováno (není třída pro volné obrábění) protože snižuje houževnatost a únavu. |
| Fe (Železo) | Váhy | Matricový prvek — tvoří základ z martenzitické oceli. |
| Stopové prvky (Z, PROTI, Cu, N, atd.) | obvykle <0.05–0,20 | Malé mikrolegovací efekty nebo trampské prvky; může zjemnit zrno nebo mírně upravit vlastnosti, pokud je přítomen. |
4. Mechanické vlastnosti 1.4122 Nerez
Mechanické vlastnosti se liší podle stavu tepelného zpracování. Níže jsou uvedeny reprezentativní rozsahy použité pro návrh.
| Stav / zacházení | Tvrdost (HRC) | Pevnost v tahu (UTS, MPA) | 0.2% Důkaz / Výtěžek (MPA) | Prodloužení (A, %) | Charpy V-Notch (cca., J) |
| Měkký / normalizovaný (dodání) | ~20–30 HRC | ~500–700 MPa | ~300–450 MPa | 10–18 % | 30– 60 J |
| Uhasit & temperované → ~40 HRC (typická inženýrská povaha) | ≈38–42 HRC | ~800–950 MPa | ~600–800 MPa | 8–12 % | 15–30 J. |
| Uhasit & temperované → ~48–52 HRC (vysoká tvrdost) | ≈48–52 HRC | ~1 000–1 300 MPa | ~800–1 100 MPa | 3–8 % | 5–20 j |
| Maximální vytvrzení (u 55+ HRC) | >55 HRC | >1,300 MPA | vysoký (blížící se UTS) | nízký (<3 %)* | nízký (<10 J) |
5. Magnetické a fyzikální vlastnosti 1.4122 Nerez
Pochopení magnetických a fyzikálních vlastností 1.4122 nerezová ocel je pro konstruktéry zásadní, zejména při specifikaci součástí pro přesné stroje, nástroje, nebo aplikace, kde záleží na tepelné roztažnosti a vodivosti.
| Vlastnictví | Typická hodnota | Inženýrské důsledky |
| Hustota | 7.75–7,80 g/cm³ | Výpočty hmotnosti, dynamické zatížení, Návrh komponenty |
| Tepelná vodivost | 19–24 W/M · K. | Odvod tepla, obrábění a tepelné zkreslení |
| Koeficient tepelné roztažnosti | 10–11 × 10⁻⁶ /K | Rozměrová stabilita při tepelných cyklech |
| Konkrétní teplo | ~ 460 J/kg · k | Tepelný management při zpracování |
| Magnetické chování | Ferromagnetic | Zvažte blízkost senzoru, elektronické rušení, magnetická sestava |
6. Odolnost proti korozi
1.4122 poskytuje nerezová ocel Mírná odolnost proti korozi, lepší než obyčejné uhlíkové oceli, ale horší než austenitické nerezové oceli.
Prostředí, kde funguje přijatelně
- Sladká voda a mírně oxidující průmyslové atmosféry
- Organické kyseliny a mírná chemická prostředí, při leštění nebo pasivaci
Omezení
- Nedoporučuje se pro Prostředí bohatá na chloridy (mořská voda, solanka) kde se důlková a štěrbinová koroze stává významnou.
- Lokalizovaná odolnost proti korozi klesá s rostoucí tvrdostí a popouštěním, které odhaluje mikrostrukturální heterogenity.
Povrchová úprava a pasivace
- Leštění do jemného zakončení a Chemická pasivace (NAPŘ., ošetření kyselinou dusičnou) zlepšit korozní vlastnosti posílením pasivního filmu.
- Povlaky (barvy, Posunutí) nebo katodická ochrana jsou běžné pro dlouhou životnost v okrajových prostředích.
7. Tepelné zpracování a kalení
Tepelné zpracování šití na míru je pro použití klíčové 1.4122 účinně.
Typický rozvrh kalení
- Austenitizace: zahřát na zhruba 980–1020 °C (typická řada pro martenzitické nerezové oceli; přesná teplota závisí na velikosti sekce a řízení pece) aby vznikl austenit.
- Zhášení: rychlé ochlazení v oleji nebo polymeru k přeměně na martenzit. Může být použito kalení vodou, ale zvyšuje riziko deformace a prasknutí.
- Temperování: znovu zahřát na 150–600 ° C. v závislosti na požadované konečné rovnováze tvrdosti/houževnatosti.
Nižší popouštěcí teploty poskytují vyšší tvrdost a nižší houževnatost; vyšší teplota přináší nižší tvrdost, ale lepší tažnost a odolnost proti nárazu.
Odezva na kalení
- Karbidotvorné prvky (Cr, Mo) a obsah uhlíku řídí prokalitelnost. 1.4122 vykazuje dobrou odezvu a umožňuje konstruktérům vybrat cykly temperování pro specifické mechanické cíle.
Efekty
- Síla se zvyšuje dramaticky po uhasení a temperování.
- Houževnatost lze částečně obnovit temperováním; existuje dobře známý kompromis mezi tvrdostí a houževnatostí.
- Machinability obecně se zhoršuje po vytvrzení; většina obrábění se provádí v žíhaných nebo částečně temperovaných podmínkách.
8. Obrobitelnost a výroba
Machinability
- Střední v žíhaném stavu. V měkkém stavu, 1.4122 stroje srovnatelné s jinými martenzitickými třídami s odpovídajícími nástroji a řeznými rychlostmi.
Používejte ostré vysokorychlostní nástroje, dostatečné chladicí kapaliny a konzervativní posuvy při obrábění kalených dílů. - Špatná při ztuhnutí. Tvrdost >45 HRC podstatně zvyšuje opotřebení nástroje; typické je broušení a tvrdokovové nástroje.
Svařovatelnost
- Omezený. Díky vysokému obsahu uhlíku a martenzitické struktuře je ocel náchylná na vodíkem indukované praskání za studena. Svařování obecně vyžaduje:
-
- Předehřejte (NAPŘ., 150–250 °C v závislosti na tloušťce)
- Elektrody s nízkým obsahem vodíku
- Temperování po svařování nebo PWHT ke zmírnění zbytkového napětí a změkčení HAZ
- Pro kritické části, svařování se vyhýbá nebo se provádí s tepelným zpracováním po svařování.
Formování
- Formování chladu: omezený ve vytvrzeném stavu; lépe tvarovat v žíhaném stavu a poté vytvrzovat.
- Horké formování: lze použít v řízených oknech, ale vyžaduje následné tepelné zpracování pro obnovení navržených vlastností.
9. Výhody a omezení
Výhody 1.4122 Nerez
- Dobrá ztvrdnost: lze tepelně zpracovat na širokou škálu hodnot tvrdosti a pevnosti.
- Vyvážená odolnost proti korozi: lepší než uhlíkové oceli v mnoha prostředích.
- Nosit odpor: vhodné pro řezné hrany, hřídele a lehce zatížené opotřebitelné díly.
- Magnetický: užitečné tam, kde je potřeba feromagnetické chování.
Omezení 1.4122 Nerez
- Omezení svařitelnosti — vyžaduje předehřátí a PWHT pro kritické spoje.
- Tvařitelnost za studena: chudý ve ztvrdlém stavu; musí být vytvořeny v žíhaném stavu.
- Meze koroze: nedoporučuje se pro prostředí s mořskou vodou nebo vysokým obsahem chloridů bez ochranných opatření.
- Obrábění po vytvrzení: vysoké opotřebení nástroje, nutné speciální nářadí.
10. Průmyslové aplikace 1.4122 Nerez
1.4122 se používá tam, kde je kombinace vysoká povrchová tvrdost, nosit odpor, a mírná odolnost proti korozi jsou vyžadovány:
- Příbory a chirurgické nástroje: nože, nůžky a žiletky těží z rovnováhy tvrdosti a nerezového chování.
- Strojírenství: hřídele, vřetena, čepy a malá ozubená kola, která vyžadují přesnost, zachování hran a dobrá životnost při opotřebení.
- Čerpadla a ventily: stonky, sedadla a součásti vystavené sladké vodě nebo pufrovaným kapalinám.
- Nástroje a formy: pro zpracování polymerů a lehké obrábění, kde je ve srovnání s běžnými nástrojovými ocelmi užitečná odolnost proti korozi.
- Jiné specializované použití: ložiskové závody, malé konstrukční prvky, a určité spojovací prvky, kde je výhodná tvrdost a magnetická odezva.
11. Srovnání s příbuznými nerezovými oceli
1.4122 (X39CrMo17-1) je a martenzitická chromová nerezová ocel s vyváženou tvrdostí, odolnost proti korozi, a vlastnosti opotřebení.
Pro orientaci při výběru materiálu, je užitečné jej porovnat s jinými běžně používanými martenzitickými a chromovými nerezovými ocelmi, včetně 1.4034 (X46Cr13) a 1.4112 (X90CrMoV18).
| Vlastnictví / Slitina | 1.4122 (X39CrMo17-1) | 1.4034 (X46Cr13) | 1.4112 (X90CrMoV18) | Technické poznámky |
| Uhlík (C) | 0.36–0,44 % | 0.42–0,50 % | 0.85–0,95 % | Uhlík kontroluje tvrdost a odolnost proti opotřebení; vyšší C zvyšuje tvrdost, ale snižuje tažnost. |
| Chromium (Cr) | 16–18% | 16–18% | 16–18% | Chrom poskytuje odolnost proti korozi; všechny tři jsou martenzitické třídy se střední odolností proti korozi. |
| Molybden (Mo) | 0.8–1,2% | 0–0,2 % | 0.8–1,2% | Mo zlepšuje důlkovou korozi a obecnou odolnost proti korozi, zvláště v 1.4122 a 1.4112. |
| Vanadium (PROTI) | Stopa | Stopa | 0.1–0,3% | V zvyšuje tvrdost a odolnost proti opotřebení, Používá se v 1.4112 pro vysoce opotřebitelné nástroje. |
| Pevnost v tahu (MPA) | 800–1100 (uhasit & temperované) | 700–1000 | 1000–1400 | 1.4112 je vysoce uhlíková třída navržená pro maximální opotřebení; 1.4122 vyrovnává sílu a houževnatost. |
Tvrdost (HRC) |
50–55 | 48–52 | 56–60 | 1.4112 dosahuje vyšší tvrdosti díky vyššímu uhlíku; 1.4122 vhodné pro nástroje a hřídele. |
| Odolnost proti korozi | Mírný | Mírný | Mírné až nízké | 1.4122Přídavek Mo zlepšuje odolnost vůči mírnému oxidačnímu prostředí 1.4034. |
| Machinability | Mírný | Dobrý | Chudý | Vysoký uhlík 1.4112 je obtížnější opracovat; 1.4122 vyvažuje obrobitelnost s tvrdostí. |
| Typické aplikace | Příbory, nástroje, Hřídele čerpadla, ventily | Příbory, Chirurgické nástroje, Mechanické části | Nástroje s vysokým opotřebením, nože, průmyslové čepele | Výběr závisí na požadované tvrdosti, odolnost proti korozi, a omezení obrábění. |
12. Závěr
1.4122 (X39CrMo17-1) je praktická martenzitická nerezová ocel, která poskytuje všestrannou kombinaci tvrdost, odolnost proti opotřebení a střední odolnost proti korozi.
Jeho schopnost být přizpůsobena tepelným zpracováním z něj činí ideální volbu pro příbory, hřídele, součásti ventilů a aplikace nástrojů, kde je vyžadován kompromis mezi chováním nerezové oceli a vysokou tvrdostí.
Časté časté
Jaký je typický rozsah tvrdosti dosažitelný 1.4122 nerez?
V dodávkovém/změkčeném stavu cca 27-33 HRC. Po kalení a temperování lze slitinu typicky upravit na ~40–55 HRC v závislosti na teplotě popouštění a velikosti řezu.
Je 1.4122 nerezová ocel vhodná pro provoz s mořskou vodou?
Ne – má pouze střední odolnost vůči chloridům. Pro mořskou vodu nebo vysoce korozivní prostředí, vyberte duplexní nebo austenitické nerezové oceli s vynikající odolností proti důlkové korozi.
Mohu svařovat 1.4122 Komponenty z nerezové oceli?
Svařování je možné, ale náročný. Použijte předehřátí, nízkovodíkové spotřební materiály a temperování po svařování, aby se zabránilo praskání a obnovila se houževnatost.
Jak tepelné zpracování ovlivňuje houževnatost?
Popouštění při vyšších teplotách zlepšuje houževnatost, ale snižuje tvrdost. Zvolte teplotu temperování pro dosažení požadované rovnováhy pro únavové a rázové zatížení.
V závislosti na aplikaci, 1.4034 může být ekonomickou náhradou za potřeby nižšího výkonu; 1.4112 nebo jiné martenzitické materiály s vysokým obsahem uhlíku mohou být použity tam, kde je vyžadována extrémní tvrdost, ale všimněte si rozdílů v korozi a houževnatosti.
