1. Perkenalan
1.4122, umumnya dirujuk dengan sebutan Eropa X39CrMo17-1, adalah baja tahan karat kromium martensit yang dirancang untuk menghasilkan perpaduan kekerasan, ketahanan aus dan kinerja korosi yang wajar.
Ini menempati titik tengah praktis antara baja perkakas dan baja tahan karat tahan korosi: dapat dikeraskan dengan perlakuan panas hingga mencapai kekuatan tinggi dan ketahanan terhadap abrasi, namun menawarkan ketahanan yang lebih baik terhadap korosi dibandingkan banyak baja karbon.
2. Apa 1.4122 Baja Tahan Karat
1.4122 (juga disebut X39CrMo17-1) adalah a kromium martensit baja tahan karat — yang dapat dikeraskan, kelas tahan karat magnetik yang dirancang untuk memberikan keseimbangan kekerasan tinggi/ketahanan aus Dan Resistensi korosi sedang.
Insinyur memilih 1.4122 untuk komponen yang memerlukan tepi tajam dan permukaan pemotongan yang tahan lama (Alat makan), poros dan spindel presisi, suku cadang aus dan komponen katup atau pompa tertentu dimana ketahanan korosi sedang sudah cukup.
Ini berbeda dari baja tahan karat austenitik (MISALNYA., 304) yang non-magnetik dan sangat tahan korosi, dan dari kadar feritik yang tidak dapat diperkeras dengan pendinginan;
1.4122Ciri khasnya adalah itu struktur mikro martensit setelah pendinginan, yang menghasilkan kekerasan dan kekuatan tinggi.
3. Komposisi Kimia dari 1.4122 Baja Tahan Karat
Di bawah ini adalah yang bersih, tabel profesional yang menunjukkan rentang komposisi kimia 1.4122 (X39CrMo17-1) stainless steel bersama dengan ringkas, deskripsi yang berfokus pada teknik tentang peran yang dimainkan setiap elemen dalam paduan ini.
| Elemen | Jangkauan (wt%) | Peran utama(S) — ringkas |
| C (Karbon) | 0.33–0,45 | Bahan pengerasan utama — meningkatkan kekerasan martensit dan ketahanan aus; mengurangi ketangguhan dan kemampuan las pada tingkat tinggi. |
| Cr (Kromium) | 16.5–17.5 | Memberikan kepasifan terhadap korosi dan berkontribusi terhadap pengerasan dan pembentukan karbida. |
| Mo (Molybdenum) | 0.80–1.30 | Meningkatkan pengerasan, kekuatan dan ketahanan terhadap korosi lokal. |
| Di dalam (Nikel) | ≤1.00 | Bantuan ketangguhan kecil; tetap rendah untuk mempertahankan respon martensit. |
| M N (Mangan) | ≤1,50 | Deoxidizer dan bantuan pengerasan ringan. |
Dan (Silikon) |
≤1.00 | Deoxidizer dan penguat larutan padat sederhana. |
| P (Fosfor) | ≤0,04 | Pengotor — dijaga tetap rendah untuk menghindari penggetasan dan hilangnya kelelahan. |
| S (Sulfur) | ≤0.015 | Diminimalkan (bukan kelas pemesinan bebas) karena menurunkan ketangguhan dan kinerja lelah. |
| Fe (Besi) | Keseimbangan | Elemen matriks — membentuk dasar baja martensit. |
| Elemen jejak (Dari, V, Cu, N, dll.) | khas <0.05–0.20 | Efek paduan mikro kecil atau elemen gelandangan; dapat menghaluskan butiran atau sedikit mengubah sifat jika ada. |
4. Sifat mekanis dari 1.4122 Baja Tahan Karat
Sifat mekanik bervariasi tergantung kondisi perlakuan panas. Di bawah ini adalah rentang representatif yang digunakan untuk panduan desain.
| Kondisi / perlakuan | Kekerasan (HRC) | Kekuatan tarik (Uts, MPa) | 0.2% Bukti / Menghasilkan (MPa) | Pemanjangan (A, %) | Charpy V-Notch (kira -kira., J) |
| Lembut / dinormalisasi (pengiriman) | ~20–30 HRC | ~500–700 MPa | ~300–450 MPa | 10–18 % | 30–60J |
| Padam & marah → ~40 HRC (temperamen teknik yang khas) | ≈38–42 HRC | ~800–950 MPa | ~600–800 MPa | 8–12 % | 15–30 j |
| Padam & marah → ~48–52 HRC (kekerasan tinggi) | ≈48–52 HRC | ~1.000–1.300 MPa | ~800–1.100 MPa | 3–8 % | 5–20 j |
| Pengerasan maksimal (di dekat 55+ HRC) | >55 HRC | >1,300 MPa | tinggi (mendekati UTS) | rendah (<3 %)* | rendah (<10 J) |
5. Sifat Magnetik dan Fisika 1.4122 Baja Tahan Karat
Memahami sifat magnetik dan fisik 1.4122 baja tahan karat sangat penting bagi insinyur desain, khususnya ketika menentukan komponen untuk mesin presisi, perkakas, atau aplikasi di mana ekspansi termal dan konduktivitas penting.
| Milik | Nilai khas | Implikasi Rekayasa |
| Kepadatan | 7.75–7,80 gram/cm³ | Perhitungan berat badan, beban dinamis, Desain Komponen |
| Konduktivitas termal | 19–24 w/m · k | Pembuangan panas, permesinan dan distorsi termal |
| Koefisien ekspansi termal | 10–11 ×10⁻⁶ /K | Stabilitas dimensi dalam siklus termal |
| Panas spesifik | ~ 460 j/kg · k | Manajemen termal selama pemrosesan |
| Perilaku magnetik | Feromagnetik | Pertimbangkan dalam jarak sensor, interferensi elektronik, perakitan magnetik |
6. Resistensi korosi
1.4122 baja tahan karat menyediakan Resistensi korosi sedang, lebih unggul dari baja karbon biasa tetapi lebih rendah dari baja tahan karat austenitik.
Lingkungan di mana kinerjanya dapat diterima
- Air tawar dan sedikit mengoksidasi atmosfer industri
- Asam organik dan lingkungan kimia ringan, ketika dipoles atau dipasivasi
Batasan
- Tidak direkomendasikan untuk lingkungan yang kaya klorida (air laut, air garam) dimana korosi lubang dan celah menjadi signifikan.
- Ketahanan terhadap korosi lokal menurun dengan meningkatnya kekerasan dan temper yang memperlihatkan heterogenitas mikrostruktur.
Finishing permukaan dan pasivasi
- Pemolesan untuk hasil akhir yang bagus dan PASSIVASI KIMIA (MISALNYA., pengobatan asam nitrat) meningkatkan kinerja korosi dengan memperkuat film pasif.
- Pelapis (cat, pelapis) atau proteksi katodik umum dilakukan untuk masa pakai yang lama di lingkungan marginal.
7. Perlakuan Panas dan Pengerasan
Perlakuan panas menjahit adalah inti dari penggunaan 1.4122 secara efektif.
Jadwal pengerasan yang khas
- Austenitizing: panaskan secara kasar 980–1020 °C (kisaran khas untuk baja tahan karat martensit; suhu yang tepat tergantung pada ukuran bagian dan kontrol tungku) untuk membentuk austenit.
- Pendinginan: pendinginan cepat dalam pendinginan minyak atau polimer untuk diubah menjadi martensit. Pendinginan air dapat digunakan tetapi meningkatkan risiko distorsi dan retak.
- Tempering: panaskan kembali ke 150–600 ° C. tergantung pada keseimbangan kekerasan/ketangguhan akhir yang diperlukan.
Temperatur temper yang lebih rendah menghasilkan kekerasan yang lebih tinggi dan ketangguhan yang lebih rendah; suhu yang lebih tinggi menghasilkan kekerasan yang lebih rendah tetapi keuletan dan ketahanan benturan yang lebih baik.
Respon pengerasan
- Elemen pembentuk karbida (Cr, Mo) dan kandungan karbon mendorong pengerasan. 1.4122 menunjukkan respons yang baik yang memungkinkan desainer memilih siklus temper untuk target mekanis tertentu.
Efek
- Kekuatan meningkat secara dramatis setelah quench dan temper.
- Kekerasan dapat dipulihkan sebagian dengan temper; ada trade-off yang terkenal antara kekerasan dan ketangguhan.
- Kemampuan mesin umumnya memburuk setelah pengerasan; sebagian besar pemesinan dilakukan dalam kondisi anil atau temper sebagian.
8. Kemampuan Mesin dan Fabrikasi
Kemampuan mesin
- Sedang dalam kondisi anil. Dalam kondisi lembut, 1.4122 mesin yang sebanding dengan kualitas martensit lainnya dengan perkakas dan kecepatan pemotongan yang sesuai.
Gunakan perkakas tajam berkecepatan tinggi, cairan pendingin yang cukup dan umpan konservatif saat mengerjakan bagian yang mengeras. - Buruk saat mengeras. Kekerasan >45 HRC secara signifikan meningkatkan keausan alat; perkakas penggilingan dan karbida adalah tipikal.
Kemampuan las
- Terbatas. Struktur karbon dan martensit yang tinggi membuat baja rentan terhadap serangan perengkahan dingin yang disebabkan oleh hidrogen. Pengelasan umumnya memerlukan:
-
- Memanaskan lebih dulu (MISALNYA., 150–250 °C tergantung ketebalannya)
- Elektroda hidrogen rendah
- Temper pasca las atau PWHT untuk menghilangkan tegangan sisa dan melunakkan HAZ
- Untuk bagian penting, pengelasan dihindari atau dilakukan dengan perlakuan panas pasca pengelasan.
Pembentukan
- Pembentukan dingin: terbatas dalam keadaan mengeras; lebih baik dibentuk dalam kondisi anil lalu mengeras.
- Pembentukan panas: dapat digunakan di dalam jendela yang dikontrol tetapi memerlukan perlakuan panas berikutnya untuk mengembalikan properti yang dirancang.
9. Keuntungan dan Keterbatasan
Keuntungan 1.4122 Baja Tahan Karat
- Kerasinya yang baik: dapat diberi perlakuan panas untuk berbagai nilai kekerasan dan kekuatan.
- Ketahanan korosi yang seimbang: lebih unggul dari baja karbon di banyak lingkungan.
- Pakai ketahanan: cocok untuk memotong tepi, poros dan bagian aus dengan beban ringan.
- Magnet: berguna di mana perilaku feromagnetik diperlukan.
Batasan 1.4122 Baja Tahan Karat
- Batasan kemampuan las — memerlukan pemanasan awal dan PWHT untuk sambungan kritis.
- Sifat mampu bentuk dingin: miskin dalam keadaan mengeras; harus dibentuk dalam kondisi anil.
- Batasan korosi: tidak direkomendasikan untuk air laut atau lingkungan dengan kandungan klorida tinggi tanpa tindakan perlindungan.
- Pemesinan saat mengeras: keausan alat yang tinggi, diperlukan perkakas khusus.
10. Aplikasi Industri 1.4122 Baja Tahan Karat
1.4122 digunakan di mana kombinasi Kekerasan Permukaan Tinggi, Pakai ketahanan, dan resistensi korosi sedang diperlukan:
- Peralatan makan dan alat bedah: pisau, gunting dan pisau cukur mendapat manfaat dari keseimbangan kekerasan dan sifat tahan karat.
- Teknik Mesin: poros, spindle, pin dan roda gigi kecil yang membutuhkan ketelitian, retensi tepi dan masa pakai yang baik.
- Pompa dan katup: batang, kursi dan komponen terkena air tawar atau cairan buffer.
- Perkakas dan cetakan: untuk pemrosesan polimer dan tugas perkakas ringan yang ketahanan terhadap korosi sangat membantu dibandingkan dengan baja perkakas biasa.
- Kegunaan khusus lainnya: Balapan bantalan, komponen struktural kecil, dan pengencang tertentu yang mengutamakan kekerasan dan respons magnetis.
11. Perbandingan dengan Baja Tahan Karat Terkait
1.4122 (X39CrMo17-1) adalah a baja tahan karat kromium martensit dengan kekerasan seimbang, resistensi korosi, dan memakai properti.
Untuk memandu pemilihan material, akan sangat membantu jika membandingkannya dengan baja tahan karat martensit dan kromium yang umum digunakan, termasuk 1.4034 (X46Cr13) Dan 1.4112 (X90CrMoV18).
| Milik / Paduan | 1.4122 (X39CrMo17-1) | 1.4034 (X46Cr13) | 1.4112 (X90CrMoV18) | Catatan Teknik |
| Karbon (C) | 0.36–0,44% | 0.42–0,50% | 0.85–0,95% | Karbon mengontrol kekerasan dan ketahanan aus; C yang lebih tinggi meningkatkan kekerasan tetapi mengurangi keuletan. |
| Kromium (Cr) | 16–18% | 16–18% | 16–18% | Kromium memberikan ketahanan terhadap korosi; ketiganya merupakan kadar martensit dengan ketahanan korosi sedang. |
| Molybdenum (Mo) | 0.8–1.2% | 0–0,2% | 0.8–1.2% | Mo meningkatkan pitting dan ketahanan korosi secara umum, terutama di 1.4122 Dan 1.4112. |
| Vanadium (V) | Jejak | Jejak | 0.1–0,3% | V meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus, digunakan di 1.4112 untuk perkakas dengan tingkat keausan tinggi. |
| Kekuatan tarik (MPa) | 800–1100 (padam & marah) | 700–1000 | 1000–1400 | 1.4112 adalah kelas karbon tinggi yang dirancang untuk keausan maksimum; 1.4122 menyeimbangkan kekuatan dan ketangguhan. |
Kekerasan (HRC) |
50–55 | 48–52 | 56–60 | 1.4112 mencapai kekerasan yang lebih tinggi karena karbon yang lebih tinggi; 1.4122 cocok untuk perkakas dan poros. |
| Resistensi korosi | Sedang | Sedang | Sedang hingga rendah | 1.4122Penambahan Mo meningkatkan ketahanan terhadap lingkungan pengoksidasi ringan 1.4034. |
| Kemampuan mesin | Sedang | Bagus | Miskin | Karbon tinggi 1.4112 lebih sulit untuk dikerjakan; 1.4122 menyeimbangkan kemampuan mesin dengan kekerasan. |
| Aplikasi khas | Alat makan, perkakas, poros pompa, katup | Alat makan, Instrumen Bedah, bagian mekanis | Peralatan dengan tingkat keausan tinggi, pisau, pisau industri | Pemilihan tergantung pada kekerasan yang dibutuhkan, resistensi korosi, dan kendala permesinan. |
12. Kesimpulan
1.4122 (X39CrMo17-1) adalah baja tahan karat martensit praktis yang memberikan kombinasi serbaguna kekerasan, ketahanan aus dan ketahanan korosi sedang.
Kemampuannya untuk disesuaikan melalui perlakuan panas menjadikannya pilihan tepat untuk peralatan makan, poros, bagian katup dan aplikasi perkakas yang memerlukan kompromi antara perilaku tahan karat dan kekerasan tinggi.
FAQ
Untuk apa kisaran kekerasan tipikal yang dapat dicapai 1.4122 baja tahan karat?
Dalam kondisi pengiriman/melunak sekitar 27–33 HRC. Setelah pendinginan dan temper, paduan biasanya dapat disesuaikan ~40–55 HRC tergantung pada suhu temper dan ukuran bagian.
Adalah 1.4122 stainless steel cocok untuk servis air laut?
Tidak — ketahanannya terhadap klorida hanya sedang. Untuk air laut atau lingkungan yang sangat korosif, pilih baja tahan karat dupleks atau austenitik dengan ketahanan pitting yang unggul.
Bisakah saya mengelas 1.4122 Komponen stainless steel?
Pengelasan dimungkinkan tetapi menantang. Gunakan pemanasan awal, bahan habis pakai hidrogen rendah dan temper pasca pengelasan untuk menghindari retak dan mengembalikan ketangguhan.
Bagaimana perlakuan panas mempengaruhi ketangguhan?
Tempering pada suhu yang lebih tinggi meningkatkan ketangguhan tetapi mengurangi kekerasan. Pilih suhu tempering untuk mencapai keseimbangan yang diperlukan untuk beban lelah dan benturan.
Tergantung pada aplikasinya, 1.4034 mungkin merupakan pengganti yang ekonomis untuk kebutuhan kinerja yang lebih rendah; 1.4112 atau martensit C tinggi lainnya dapat digunakan jika diperlukan kekerasan ekstrem, tetapi perhatikan perbedaan dalam korosi dan ketangguhan.
