1. Indledning
1.4122, almindeligvis refereret til med sin europæiske betegnelse X39CrMo17-1, er et martensitisk krom rustfrit stål designet til at levere en blanding af hårdhed, slidstyrke og rimelig korrosionsevne.
Det indtager en praktisk mellemting mellem værktøjsstål og korrosionsbestandige rustfrie kvaliteter: hærdebar ved varmebehandling til høje styrker og slidstyrke, tilbyder dog bedre modstand mod korrosion end mange kulstofstål.
2. Hvad er 1.4122 Rustfrit stål
1.4122 (også kaldet X39CrMo17-1) er en martensitisk krom Rustfrit stål — en hærdelig, magnetisk rustfri kvalitet designet til at levere en balance mellem høj hårdhed/slidstyrke og Moderat korrosionsbestandighed.
Ingeniører vælger 1.4122 til komponenter, der kræver skarpe kanter og holdbare skæreflader (Bestik), præcisionsaksler og spindler, sliddele og visse ventil- eller pumpekomponenter hvor moderat korrosionsbestandighed er tilstrækkelig.
Det er forskelligt fra austenitisk rustfrit stål (F.eks., 304) som er ikke-magnetiske og meget korrosionsbestandige, og fra ferritiske kvaliteter, der ikke er hærdelige ved bratkøling;
1.4122s definerende egenskab er dens martensitisk mikrostruktur efter quenching, som giver høj hårdhed og styrke.
3. Kemisk sammensætning af 1.4122 Rustfrit stål
Nedenfor er en ren, professionel tabel, der viser de kemiske sammensætningsintervaller for 1.4122 (X39CrMo17-1) rustfrit stål sammen med en kortfattet, ingeniørfokuseret beskrivelse af den rolle, hvert element spiller i denne legering.
| Element | Rækkevidde (WT%) | Primær rolle(s) — kortfattet |
| C (Kulstof) | 0.33–0,45 | Hovedhærdningsmiddel — øger martensit hårdhed og slidstyrke; reducerer sejhed og svejsbarhed ved høje niveauer. |
| Cr (Krom) | 16.5–17.5 | Giver korrosionspassivitet og bidrager til hærdning og karbiddannelse. |
| Mo (Molybdæn) | 0.80–1.30 | Forbedrer hærdbarheden, styrke og modstand mod lokal korrosion. |
| I (Nikkel) | ≤1,00 | Mindre sejhedshjælp; holdes lavt for at bevare martensitisk respons. |
| Mn (Mangan) | ≤1,50 | Deoxidationsmiddel og mild hærdningshjælp. |
Og (Silicium) |
≤1,00 | Deoxiderende middel og beskeden fast opløsning styrker. |
| S (Fosfor) | ≤0,04 | Urenhed — holdes lavt for at undgå skørhed og tab af træthed. |
| S (Svovl) | ≤0.015 | Minimeret (ikke en fribearbejdningsgrad) fordi det sænker sejhed og træthedsydelse. |
| Fe (Jern) | Balance | Matrixelement — danner den martensitiske stålbase. |
| Sporstoffer (Af, V, Cu, N, osv.) | typisk <0.05–0,20 | Små mikrolegeringseffekter eller trampelementer; kan forfine korn eller lidt ændre egenskaber, når de er til stede. |
4. Mekaniske egenskaber ved 1.4122 Rustfrit stål
Mekaniske egenskaber varierer med varmebehandlingstilstanden. Nedenfor er repræsentative serier, der bruges til designvejledning.
| Tilstand / behandling | Hårdhed (HRC) | Trækstyrke (Uts, MPA) | 0.2% Bevis / Udbytte (MPA) | Forlængelse (EN, %) | Charpy V-notch (ca., J) |
| Blød / normaliseret (levering) | ~20-30 HRC | ~500-700 MPa | ~300-450 MPa | 10–18 % | 30–60 J |
| Slukket & hærdet → ~40 HRC (typisk teknisk temperament) | ≈38–42 HRC | ~800-950 MPa | ~600-800 MPa | 8–12 % | 15–30 j |
| Slukket & hærdet → ~48–52 HRC (høj hårdhed) | ≈48–52 HRC | ~1.000–1.300 MPa | ~800–1.100 MPa | 3–8 % | 5–20 j |
| Maksimal hærdning (nær 55+ HRC) | >55 HRC | >1,300 MPA | høj (nærmer sig UTS) | lav (<3 %)* | lav (<10 J) |
5. Magnetiske og fysiske egenskaber af 1.4122 Rustfrit stål
Forståelse af de magnetiske og fysiske egenskaber ved 1.4122 rustfrit stål er afgørende for designingeniører, især ved specificering af komponenter til præcisionsmaskineri, Værktøj, eller applikationer, hvor termisk udvidelse og ledningsevne betyder noget.
| Ejendom | Typisk værdi | Tekniske implikationer |
| Densitet | 7.75–7,80 g/cm³ | Vægtberegninger, dynamisk belastning, Komponentdesign |
| Termisk ledningsevne | 19–24 W/m · k | Varmeafledning, bearbejdning og termisk forvrængning |
| Koefficient for termisk ekspansion | 10–11 ×10⁻⁶ /K | Dimensionsstabilitet under termiske cyklusser |
| Specifik varme | ~ 460 j/kg · k | Termisk styring under forarbejdning |
| Magnetisk opførsel | Ferromagnetisk | Overvej i sensornærhed, elektronisk interferens, magnetisk samling |
6. Korrosionsmodstand
1.4122 rustfrit stål giver Moderat korrosionsbestandighed, overlegen i forhold til almindeligt kulstofstål, men dårligere end austenitisk rustfrit stål.
Miljøer, hvor den fungerer acceptabelt
- Frisk vand og mildt oxiderende industrielle atmosfærer
- Organiske syrer og milde kemiske miljøer, når poleret eller passiveret
Begrænsninger
- Anbefales ikke til Chloridrige miljøer (havvand, saltlage) hvor grubetæring og sprækkekorrosion bliver betydelig.
- Lokaliseret korrosionsbestandighed falder med stigende hårdhed og hærdning, der afslører mikrostrukturelle heterogeniteter.
Overfladebehandling og passivering
- Polering til en fin afslutning og Kemisk passivering (F.eks., salpetersyre behandling) forbedre korrosionsydelsen ved at styrke den passive film.
- Overtræk (maling, plettering) eller katodisk beskyttelse er almindelige for lang levetid i marginale miljøer.
7. Varmebehandling og hærdning
Varmebehandling skræddersyet er centralt i brugen 1.4122 effektivt.
Typisk hærdningsplan
- Austenitizing: varm op til nogenlunde 980–1020 °C (typisk sortiment for martensitisk rustfrit stål; Den nøjagtige temperatur afhænger af sektionsstørrelse og ovnstyring) at danne austenit.
- Slukning: hurtig afkøling i olie eller polymer quench for at omdanne til martensit. Vandslukning kan bruges, men øger risikoen for forvrængning og revner.
- Temperering: genopvarme til 150–600 ° C. afhængig af den nødvendige endelige hårdhed/sejhedsbalance.
Lavere temperaturer giver højere hårdhed og lavere sejhed; højere temperatur giver lavere hårdhed, men bedre duktilitet og slagfasthed.
Hærdende respons
- Carbiddannende elementer (Cr, Mo) og kulstofindhold driver hærdning. 1.4122 udviser god respons, hvilket giver designere mulighed for at vælge tempereringscyklusser for specifikke mekaniske mål.
Effekter
- Styrken stiger dramatisk efter slukning og temperament.
- Sejhed kan gendannes delvist ved temperering; der er en velkendt afvejning mellem hårdhed og sejhed.
- Bearbejdningsevne forværres generelt efter hærdning; det meste bearbejdning udføres i udglødede eller delvist hærdede forhold.
8. Bearbejdelighed og fremstilling
Bearbejdningsevne
- Medium i udglødet tilstand. I blød stand, 1.4122 maskiner, der kan sammenlignes med andre martensitiske kvaliteter med passende værktøjs- og skærehastigheder.
Brug skarpt højhastighedsværktøj, tilstrækkelig kølevæske og konservativ tilførsel ved bearbejdning af hærdede dele. - Dårlig, når den er hærdet. Hårdhed >45 HRC øger værktøjets slid betydeligt; slibning og hårdmetalværktøj er typiske.
Svejsbarhed
- Begrænset. Høj kulstof og martensitisk struktur gør stålet modtageligt for brint-induceret kold krakning. Svejsning kræver generelt:
-
- Forvarm (F.eks., 150–250 °C afhængig af tykkelse)
- Lavt brintelektroder
- Post-svejsehærdning eller PWHT for at lindre resterende spændinger og blødgøre HAZ
- Til kritiske dele, svejsning undgås eller udføres med varmebehandling efter svejsning.
Dannelse
- Kold formning: begrænset i hærdet tilstand; bedre at forme i udglødet tilstand og derefter hærde.
- Varm formning: kan bruges i kontrollerede vinduer, men kræver efterfølgende varmebehandling for at genoprette designet egenskaber.
9. Fordele og begrænsninger
Fordele ved 1.4122 Rustfrit stål
- God hærderbarhed: kan varmebehandles til en bred vifte af hårdheds- og styrkeværdier.
- Balanceret korrosionsbestandighed: kulstofstål overlegen i mange miljøer.
- Slidstyrke: velegnet til skærekanter, aksler og let belastede sliddele.
- Magnetisk: nyttig, hvor ferromagnetisk adfærd er nødvendig.
Begrænsninger af 1.4122 Rustfrit stål
- Svejsbarhedsbegrænsninger — kræver forvarmning og PWHT til kritiske sammenføjninger.
- Kold formbarhed: fattige i hærdet tilstand; skal dannes i udglødet tilstand.
- Korrosionsgrænser: anbefales ikke til havvand eller miljøer med højt kloridindhold uden beskyttelsesforanstaltninger.
- Bearbejdning, når den er hærdet: højt værktøjsslid, specialværktøj påkrævet.
10. Industrielle anvendelser af 1.4122 Rustfrit stål
1.4122 bruges hvor en kombination af høj overfladehårdhed, slidstyrke, og moderat korrosionsbestandighed kræves:
- Bestik og kirurgisk værktøj: knive, sakse og barbermaskiner nyder godt af balancen mellem hårdhed og rustfri adfærd.
- Maskinteknik: aksler, spindler, stifter og små tandhjul, der kræver præcision, kantfastholdelse og god levetid.
- Pumper og ventiler: stængler, sæder og komponenter udsat for ferskvand eller buffervæsker.
- Værktøj og forme: til polymerbearbejdning og lette værktøjsopgaver, hvor korrosionsbestandighed er nyttig sammenlignet med almindeligt værktøjsstål.
- Andre nicheanvendelser: bærer løb, små strukturelle komponenter, og visse fastgørelseselementer, hvor hårdhed og magnetisk respons er fordelagtige.
11. Sammenligning med relaterede rustfrit stål
1.4122 (X39CrMo17-1) er en martensitisk krom rustfrit stål med afbalanceret hårdhed, Korrosionsmodstand, og slidegenskaber.
At vejlede materialevalg, det er nyttigt at sammenligne det med andre almindeligt anvendte martensitiske og krom rustfrie stål, inklusive 1.4034 (X46Cr13) og 1.4112 (X90CrMoV18).
| Ejendom / Legering | 1.4122 (X39CrMo17-1) | 1.4034 (X46Cr13) | 1.4112 (X90CrMoV18) | Tekniske noter |
| Kulstof (C) | 0.36–0,44 % | 0.42–0,50 % | 0.85–0,95 % | Kulstof styrer hårdhed og slidstyrke; højere C øger hårdheden, men reducerer duktiliteten. |
| Krom (Cr) | 16–18% | 16–18% | 16–18% | Chrom giver korrosionsbestandighed; alle tre er martensitiske kvaliteter med moderat korrosionsbestandighed. |
| Molybdæn (Mo) | 0.8–1,2% | 0–0,2 % | 0.8–1,2% | Mo forbedrer pitting og generel korrosionsbestandighed, især i 1.4122 og 1.4112. |
| Vanadium (V) | Spor | Spor | 0.1–0,3% | V øger hårdheden og slidstyrken, brugt i 1.4112 til slidstærkt værktøj. |
| Trækstyrke (MPA) | 800–1100 (slukket & tempereret) | 700–1000 | 1000–1400 | 1.4112 er en kulstofkvalitet designet til maksimalt slid; 1.4122 balancerer styrke og sejhed. |
Hårdhed (HRC) |
50–55 | 48–52 | 56–60 | 1.4112 opnår højere hårdhed på grund af højere kulstof; 1.4122 velegnet til værktøj og aksler. |
| Korrosionsmodstand | Moderat | Moderat | Moderat til lav | 1.4122's Mo-tilsætning forbedrer modstanden mod milde oxiderende miljøer over 1.4034. |
| Bearbejdningsevne | Moderat | God | Dårlig | Høj kulstof 1.4112 er sværere at bearbejde; 1.4122 balancerer bearbejdelighed med hårdhed. |
| Typiske applikationer | Bestik, Værktøj, Pumpeaksler, ventiler | Bestik, Kirurgiske instrumenter, Mekaniske dele | Slidstærkt værktøj, knive, industrielle klinger | Valget afhænger af den nødvendige hårdhed, Korrosionsmodstand, og bearbejdningsbegrænsninger. |
12. Konklusion
1.4122 (X39CrMo17-1) er et praktisk martensitisk rustfrit stål, der giver en alsidig kombination af hårdhed, slidstyrke og moderat korrosionsbestandighed.
Dens evne til at blive skræddersyet gennem varmebehandling gør den til et godt valg til bestik, aksler, ventildele og værktøjsapplikationer, hvor der kræves et kompromis mellem rustfri opførsel og høj hårdhed.
FAQS
Hvad er det typiske hårdhedsområde, der kan opnås 1.4122 Rustfrit stål?
I levering/blødgjort stand ca 27–33 HRC. Efter bratkøling og temperering kan legeringen typisk justeres til ~40–55 HRC afhængig af anløbningstemperatur og sektionsstørrelse.
Er 1.4122 rustfrit stål velegnet til havvandsservice?
Nej - den har kun moderat kloridresistens. Til havvand eller stærkt korrosive miljøer, vælg duplex eller austenitisk rustfrit stål med overlegen pitting-modstand.
Kan jeg svejse 1.4122 Rustfrit stålkomponenter?
Svejsning er muligt, men udfordrende. Brug forvarme, forbrugsstoffer med lavt hydrogenindhold og hærdning efter svejsning for at undgå revner og genskabe sejhed.
Hvordan påvirker varmebehandling sejheden?
Anløbning ved højere temperaturer forbedrer sejheden, men reducerer hårdheden. Vælg anløbstemperatur for at opnå den nødvendige balance for trætheds- og stødbelastninger.
Afhængig af applikationen, 1.4034 kan være en økonomisk erstatning for lavere ydelsesbehov; 1.4112 eller andre høj-C martensitics kan bruges, hvor ekstrem hårdhed er påkrævet, men bemærk forskelle i korrosion og sejhed.
